JP2007080998A - Image display device, planar light source device and liquid crystal display device assembly - Google Patents

Image display device, planar light source device and liquid crystal display device assembly Download PDF

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JP2007080998A JP2005264937A JP2005264937A JP2007080998A JP 2007080998 A JP2007080998 A JP 2007080998A JP 2005264937 A JP2005264937 A JP 2005264937A JP 2005264937 A JP2005264937 A JP 2005264937A JP 2007080998 A JP2007080998 A JP 2007080998A
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剛志 琵琶
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device which has an incorporated GaN-based semiconductor light-emitting element and enables to further widen a color reproduction range without causing an increase in a manufacturing cost such as an increase in the number of components. <P>SOLUTION: The image display device consists of a first image display device 50B provided with a first light-emitting element 1B for emitting blue light, a second image display device 50G provided with a second light-emitting element 1G for emitting green light, and a third image display device 50R provided with a third light-emitting element 1R for emitting red light. In this device, an image is formed of the blue, green and red lights emitted from the first, second and third image display devices 50B, 50G and 50R, at least any one of the first, second and third light-emitting elements 1B, 1G and 1R is configured by a GaN-based semiconductor light-emitting element, and the GaN-based semiconductor light-emitting element emits a light of a different wavelength based on different operation current density. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、GaN系半導体発光素子が組み込まれた画像表示装置、面状光源装置、及び、液晶表示装置組立体に関する。   The present invention relates to an image display device, a planar light source device, and a liquid crystal display device assembly in which a GaN-based semiconductor light emitting element is incorporated.

通常、カラー画像を表示する画像表示装置は、赤色/緑色/青色を3原色としており、陰極線管における蛍光体や液晶表示装置におけるカラーフィルター等は、所望の3原色が得られるように選択されている。このような赤色/緑色/青色の3原色で表現される色域は、色度図上で3原色の色度点を頂点とする3角形で表され、代表的には、NTSC規格やEBU規格、Adobe RGB規格やsRGB規格等、種々の規格がある。従来の陰極線管ではEBU規格やsRGB規格を基本としていたが、近年、赤色/緑色/青色の3色(3種類)の発光ダイオードを面状光源装置(バックライト)に使用した液晶表示装置等においては、NTSC規格やAdobe RGB規格をカバーするような広色域の装置も市販されるようになっている。   Usually, an image display device that displays a color image has three primary colors of red / green / blue, and a phosphor in a cathode ray tube, a color filter in a liquid crystal display device, and the like are selected so as to obtain desired three primary colors. Yes. Such a color gamut expressed by the three primary colors of red / green / blue is represented by a triangle with the chromaticity points of the three primary colors as vertices on the chromaticity diagram, and is typically the NTSC standard or the EBU standard. There are various standards such as the Adobe RGB standard and the sRGB standard. Conventional cathode ray tubes were based on the EBU standard and the sRGB standard, but in recent years in liquid crystal display devices using three colors (three types) of light emitting diodes of red / green / blue as a planar light source device (backlight). A wide color gamut apparatus that covers the NTSC standard and the Adobe RGB standard is also commercially available.

また、自然界に存在する様々な色を表現するために、より多くの原色を用いる画像表示装置が提案されている。例えば、410nm、510nm、540nm、615nm、625nmという6色を発光する6種類の発光ダイオードを使用することで、sRGB規格に対して181%と広い色域を表現できる画像表示装置が提案されている(日経エレクトロニクス記事 http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20050510/104520/参照)。更には、液晶表示装置のみならず発光ダイオードを光源とした画像表示装置は、例えば、屋外用の大型直視型画像表示装置に応用されており、更には、小型直視型やプロジェクション型の画像表示装置等が、開発レベルで種々提案されている。   Further, in order to express various colors existing in the natural world, an image display apparatus using more primary colors has been proposed. For example, an image display device that can express a wide color gamut of 181% with respect to the sRGB standard by using six types of light emitting diodes that emit six colors of 410 nm, 510 nm, 540 nm, 615 nm, and 625 nm has been proposed. (See Nikkei Electronics article http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20050510/104520/). Furthermore, not only a liquid crystal display device but also an image display device using a light emitting diode as a light source is applied to, for example, an outdoor large direct-view image display device, and further, a small direct-view type or projection type image display device. Etc. have been proposed at the development level.

窒化ガリウム(GaN)系化合物半導体から成る活性層を備えた発光素子(GaN系半導体発光素子)においては、活性層の混晶組成や厚さによってバンドギャップエネルギーを制御することにより、紫外から赤外までの広い範囲に亙る発光波長を実現し得る。そして、既に、種々の色を発光するGaN系半導体発光素子が市販されており、画像表示装置や照明装置、検査装置、消毒用光源等、幅広い用途に用いられている。また、青紫色を発光する半導体レーザや発光ダイオード(LED)も開発されており、大容量光ディスクの書込みや読取り用のピックアップとして使用されている。   In a light-emitting device (GaN-based semiconductor light-emitting device) having an active layer made of a gallium nitride (GaN) -based compound semiconductor, the band gap energy is controlled by the mixed crystal composition and thickness of the active layer, so that ultraviolet to infrared is controlled. Emission wavelengths over a wide range up to can be realized. GaN-based semiconductor light-emitting elements that emit various colors are already on the market and are used in a wide range of applications such as image display devices, illumination devices, inspection devices, and disinfection light sources. In addition, semiconductor lasers and light emitting diodes (LEDs) that emit blue-violet light have been developed, and are used as pickups for writing and reading large capacity optical disks.

一般に、GaN系半導体発光素子は、駆動電流(動作電流)が増加すると、発光波長が短波長側にシフトすることが知られており、例えば、駆動電流を20mAから100mAへと増加させた場合、青色の発光領域においては−3nm、緑色の発光領域においては−19nmもの発光波長のシフトが報告されている(例えば、日亜化学工業株式会社製品仕様書NSPB500Sや日亜化学工業株式会社製品仕様書NSPG500S参照)。   In general, it is known that the GaN-based semiconductor light-emitting element shifts the emission wavelength to the short wavelength side when the drive current (operating current) increases. For example, when the drive current is increased from 20 mA to 100 mA, A shift in emission wavelength of −3 nm in the blue light emitting region and −19 nm in the green light emitting region has been reported (for example, Nichia Chemical Co., Ltd. product specification NSPB500S and Nichia Chemical Co., Ltd. product specification). NSPG500S).

そして、このような駆動電流(動作電流)の増加に起因した発光波長のシフトといった現象は、特に、可視光以上の発光波長を有するIn原子を含有するGaN系化合物半導体から成る活性層に共通する問題であり、活性層を構成する井戸層内でのIn原子によるキャリアの局在(例えば、Y. Kawakami, et al., J. Phys. Condens. Matter 13 (2001) pp. 6993 参照)や、格子不整合に起因する内部電界効果(S. F. Chichibu, Materials Science and Engineering B59 (1999) pp.298 参照)が関与していると考えられている。   A phenomenon such as a shift in emission wavelength due to an increase in driving current (operating current) is particularly common in an active layer made of a GaN-based compound semiconductor containing In atoms having an emission wavelength longer than visible light. It is a problem, the localization of carriers by In atoms in the well layer constituting the active layer (for example, see Y. Kawakami, et al., J. Phys. Condens. Matter 13 (2001) pp. 6993), It is thought that the internal electric field effect due to lattice mismatch (see SF Chichibu, Materials Science and Engineering B59 (1999) pp.298) is involved.

ところで、例えば、特開2002−237619には、電流値を変化させることによって発光波長が変化する発光ダイオードに、複数のピーク電流値を有するパルス電流を供給することで複数の色を発光させる、発光ダイオードの発光色制御方法が開示されている。これにより、この発光ダイオードの発光色制御方法においては、発光源を1箇所として小型化を図ることができると共に、容易に発光色を制御することができるとされている。   By the way, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-237619, a light emitting diode that emits a plurality of colors by supplying a pulse current having a plurality of peak current values to a light emitting diode whose emission wavelength changes by changing a current value. A method for controlling the emission color of a diode is disclosed. As a result, in the light emission color control method of the light emitting diode, it is possible to reduce the size of the light emission source as one place and to easily control the light emission color.

また、GaN系半導体発光素子においては、高効率化のために、井戸層と障壁層とから成る多重量子井戸構造を有する活性層に関して様々な技術が提唱されており、例えば、特表2003−520453には、少なくとも2つの発光活性層、及び、少なくとも1つのバリア層を有する多重量子井戸構造の活性層において、発光活性層あるいはバリア層がチャーピングされた半導体発光素子が開示されている。ここで、チャーピングとは、類似した複数の層の厚さ及び/又は組成が一様とならないように、又は、非対称となるように、これらの層を形成することを意味する。そして、このような構成にすることで、多重量子井戸構造を有するLEDにおける各井戸層の光出力又は光生成効率を高めている。   In the GaN-based semiconductor light-emitting device, various techniques have been proposed for an active layer having a multiple quantum well structure including a well layer and a barrier layer, for example, for high efficiency. For example, JP 2003-520453 A is disclosed. Discloses a semiconductor light emitting device in which a light emitting active layer or a barrier layer is chirped in an active layer having a multiple quantum well structure having at least two light emitting active layers and at least one barrier layer. Here, chirping means forming these layers so that the thickness and / or composition of a plurality of similar layers are not uniform or asymmetric. And by setting it as such a structure, the light output or light generation efficiency of each well layer in LED which has a multiple quantum well structure is raised.

より具体的には、この特許出願公表公報の段落番号[0031]には、第1の例として、LED30における活性層48〜56の厚さのみがチャーピングされており、活性領域36における活性層48,50,52,54及び56は、それぞれ、200,300,400,500及び600オングストロームの厚さを有するように構成されることが開示されている。また、この特許出願公表公報の段落番号[0032]には、第3の例として、バリア層58〜64の厚さのみがチャーピングされており、バリア層は、ほぼ10オングストロームからほぼ500オングストローム以上の間に亙る厚さを有し、n型の下部封層34により近いところに位置するバリア層が、n型の下部封層34から離れたところに位置するバリア層よりも厚くなるように構成されていることが開示されている。   More specifically, in the paragraph number [0031] of this patent application publication, only the thicknesses of the active layers 48 to 56 in the LED 30 are chirped as a first example, and the active layer in the active region 36 is 48, 50, 52, 54 and 56 are disclosed configured to have thicknesses of 200, 300, 400, 500 and 600 angstroms, respectively. Moreover, in the paragraph number [0032] of this patent application publication publication, as a third example, only the thickness of the barrier layers 58 to 64 is chirped, and the barrier layer is approximately 10 angstroms to approximately 500 angstroms or more. And the barrier layer positioned closer to the n-type lower sealing layer 34 is thicker than the barrier layer positioned away from the n-type lower sealing layer 34. Is disclosed.

特開2002−237619JP 2002-237619 A 特表2003−520453Special table 2003-520453 http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20050510/104520/http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20050510/104520/ 日亜化学工業株式会社製品仕様書NSPB500SNichia Corporation Product Specification NSPB500S 日亜化学工業株式会社製品仕様書NSPG500SNichia Corporation Product Specification NSPG500S Y. Kawakami, et al., J. Phys. Condens. Matter 13 (2001) pp. 6993Y. Kawakami, et al., J. Phys. Condens. Matter 13 (2001) pp. 6993 S. F. Chichibu, Materials Science and Engineering B59 (1999) pp.298S. F. Chichibu, Materials Science and Engineering B59 (1999) pp.298 日経エレクトロニクス 2004年12月20日第889号の第128ページNikkei Electronics December 20, 2004 No. 889, page 128

ところで、例えば、青色の発光波長を有するGaN系半導体発光素子(発光ダイオード)と、緑色の発光波長を有するGaN系半導体発光素子(発光ダイオード)と、赤色の発光波長を有するAlInGaP系の化合物半導体発光素子(発光ダイオード)とを、各サブピクセルに対応させて配列して構成される画像表示装置においては、ピクセル(画素)間の色度座標や輝度の調整が行われるものの、部品点数等の増加といった製造コストの増加を伴うこと無く、即ち、多くの原色に対応した複数種の発光素子(発光ダイオード)を必要とすること無しに、色再現範囲を一層広くすることに対する強い要望がある。また、液晶表示装置を背面から照射する面状光源装置においても、同様の強い要望がある。   By the way, for example, a GaN-based semiconductor light-emitting element (light-emitting diode) having a blue emission wavelength, a GaN-based semiconductor light-emitting element (light-emitting diode) having a green emission wavelength, and an AlInGaP-based compound semiconductor light emission having a red emission wavelength. In an image display device configured by arranging elements (light emitting diodes) corresponding to each sub-pixel, chromaticity coordinates and luminance between pixels (pixels) are adjusted, but the number of components is increased. There is a strong demand for further widening the color reproduction range without increasing the manufacturing cost, that is, without requiring a plurality of types of light emitting elements (light emitting diodes) corresponding to many primary colors. There is a similar strong demand for a planar light source device that irradiates a liquid crystal display device from the back side.

しかしながら、上述の特許公開公報や特許出願公表公報、あるいは、上述した文献には、多くの原色に対応した複数種の発光素子(発光ダイオード)を必要とすること無しに、色再現範囲を一層広くする技術に関しては、具体的には、何らの開示は無い。   However, the above-mentioned patent publications and patent application publications or the above-mentioned documents have a wider color reproduction range without requiring a plurality of types of light-emitting elements (light-emitting diodes) corresponding to many primary colors. There is no specific disclosure regarding the technology to be performed.

従って、本発明の目的は、部品点数等の増加といった製造コストの増加を伴うこと無く、色再現範囲を一層広くすることを可能とする、GaN系半導体発光素子が組み込まれた画像表示装置、面状光源装置、及び、液晶表示装置組立体を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an image display device incorporating a GaN-based semiconductor light-emitting element, which can further widen the color reproduction range without increasing the manufacturing cost such as an increase in the number of parts, and the like. And a liquid crystal display device assembly.

上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る画像表示装置は、
青色を発光する第1発光素子を備えた第1画像表示装置、緑色を発光する第2発光素子を備えた第2画像表示装置、及び、赤色を発光する第3発光素子を備えた第3画像表示装置から成り、第1画像表示装置、第2画像表示装置及び第3画像表示装置から射出された青色、緑色及び赤色の光によって画像が形成される画像表示装置であって、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子は、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image display device according to a first aspect of the present invention includes:
A first image display device including a first light emitting element that emits blue light, a second image display device including a second light emitting element that emits green light, and a third image including a third light emitting element that emits red light. An image display device comprising a display device, wherein an image is formed by blue, green and red light emitted from the first image display device, the second image display device and the third image display device,
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
The GaN-based semiconductor light-emitting element emits light having different wavelengths based on different operating current densities.

上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る画像表示装置は、
青色を発光する第1発光素子、緑色を発光する第2発光素子、及び、赤色を発光する第3発光素子から構成された、カラー画像を表示するための発光素子ユニットが、2次元マトリクス状に配列されて成る画像表示装置であって、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子は、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする。
An image display device according to a second aspect of the present invention for achieving the above object is
A light-emitting element unit for displaying a color image, which is composed of a first light-emitting element that emits blue light, a second light-emitting element that emits green light, and a third light-emitting element that emits red light, is a two-dimensional matrix. An image display device comprising an array,
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
The GaN-based semiconductor light-emitting element emits light having different wavelengths based on different operating current densities.

上記の目的を達成するための本発明の面状光源装置は、透過型あるいは半透過型の液晶表示装置を背面から照射する面状光源装置であって、
青色を発光する第1発光素子、緑色を発光する第2発光素子、及び、赤色を発光する第3発光素子を備えており、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子は、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする。
To achieve the above object, a planar light source device of the present invention is a planar light source device that irradiates a transmissive or transflective liquid crystal display device from the back,
A first light emitting element that emits blue light, a second light emitting element that emits green light, and a third light emitting element that emits red light,
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
The GaN-based semiconductor light-emitting element emits light having different wavelengths based on different operating current densities.

上記の目的を達成するための本発明の液晶表示装置組立体は、透過型あるいは半透過型の液晶表示装置、及び、該液晶表示装置を背面から照射する面状光源装置を備えた液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置は、青色を発光する第1発光素子、緑色を発光する第2発光素子、及び、赤色を発光する第3発光素子を備えており、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子は、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device assembly of the present invention includes a transmissive or transflective liquid crystal display device and a liquid crystal display device including a planar light source device that irradiates the liquid crystal display device from the back side. An assembly comprising:
The planar light source device includes a first light emitting element that emits blue light, a second light emitting element that emits green light, and a third light emitting element that emits red light.
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
The GaN-based semiconductor light-emitting element emits light having different wavelengths based on different operating current densities.

本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る画像表示装置、面状光源装置、又は、液晶表示装置組立体(以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある)において、前記GaN系半導体発光素子は、本質的には任意の構成、構造を有するGaN系半導体発光素子とすることができるが、
(A)n型の導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、
(B)井戸層、及び、井戸層と井戸層とを隔てる障壁層から成る多重量子井戸構造を有する活性層、及び、
(C)p型の導電型を有する第2GaN系化合物半導体層、
を備えており、
活性層における第1GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されている構成とすることが好ましい。尚、このような構成を、便宜上、井戸層密度変化構造を有する本発明と呼ぶ場合がある。
In the image display device, the planar light source device, or the liquid crystal display assembly according to the first aspect or the second aspect of the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the present invention). The GaN-based semiconductor light-emitting device can be essentially a GaN-based semiconductor light-emitting device having an arbitrary configuration and structure.
(A) a first GaN compound semiconductor layer having an n-type conductivity,
(B) an active layer having a multiple quantum well structure comprising a well layer and a barrier layer separating the well layer and the well layer; and
(C) a second GaN compound semiconductor layer having p-type conductivity,
With
D 1 The well layer density of the 1GaN based compound semiconductor layer side in the active layer, when the well layer density of the 2GaN based compound semiconductor layer side was d 2, the well in the active layer so as to satisfy d 1> d 2 A configuration in which layers are arranged is preferable. Such a configuration may be referred to as the present invention having a well layer density changing structure for convenience.

ここで、井戸層密度を異ならせるために、井戸層の厚さを一定とし、障壁層の厚さを異ならせる(具体的には、活性層における第1GaN系化合物半導体層側の障壁層の厚さを、第2GaN系化合物半導体層側の障壁層の厚さよりも薄くする)構成とすることが好ましいが、これに限定されるものではなく、障壁層の厚さを一定とし、井戸層の厚さを異ならせる(具体的には、活性層における第1GaN系化合物半導体層側の井戸層の厚さを、第2GaN系化合物半導体層側の井戸層の厚さよりも厚くする)構成としてもよいし、井戸層の厚さ及び障壁層の厚さの両方を異ならせる構成としてもよい。   Here, in order to vary the well layer density, the thickness of the well layer is made constant and the thickness of the barrier layer is varied (specifically, the thickness of the barrier layer on the first GaN compound semiconductor layer side in the active layer). The thickness is preferably smaller than the thickness of the barrier layer on the second GaN-based compound semiconductor layer side). However, the present invention is not limited to this. The thickness may be different (specifically, the thickness of the well layer on the first GaN compound semiconductor layer side in the active layer is made larger than the thickness of the well layer on the second GaN compound semiconductor layer side). In addition, both the thickness of the well layer and the thickness of the barrier layer may be different.

井戸層密度d1及び井戸層密度d2を、以下のように定義する。即ち、総厚t0の活性層を厚さ方向に2つに分割したとき、第1GaN系化合物半導体層側の活性層の領域である活性層第1領域AR1の厚さをt1、第2GaN系化合物半導体層側の活性層の領域である活性層第2領域AR2の厚さをt2(但し、t0=t1+t2)とする。また、活性層第1領域AR1に含まれる井戸層の数をWL1(正数であり、整数には限定されない)、活性層第2領域AR2に含まれる井戸層の数をWL2(正数であり、整数には限定されず、井戸層の総数WL=WL1+WL2)とする。尚、活性層第1領域AR1と活性層第2領域AR2に跨って1つ井戸層(厚さtIF)が存在する場合には、活性層第1領域AR1内のみに含まれる井戸層の数をWL’1、活性層第2領域AR2内のみに含まれる井戸層の数をWL’2とし、活性層第1領域AR1と活性層第2領域AR2に跨った井戸層における活性層第1領域AR1に含まれる厚さを厚さtIF-1、活性層第2領域AR2に含まれる厚さを厚さtIF-2(tIF=tIF-1+tIF-2)としたとき、
WL1=WL’1+ΔWL1
WL2=WL’2+ΔWL2
である。但し、
ΔWL1+ΔWL2=1
であり、
WL=WL1+WL2
=WL’1+WL’2+1
ΔWL1=tIF-1/tIF
ΔWL2=tIF-2/tIF
である。
The well layer density d 1 and the well layer density d 2 are defined as follows. That is, when the active layer having the total thickness t 0 is divided into two in the thickness direction, the thickness of the active layer first region AR 1 which is the active layer region on the first GaN compound semiconductor layer side is set to t 1 , The thickness of the active layer second region AR 2 , which is the active layer region on the 2GaN compound semiconductor layer side, is t 2 (where t 0 = t 1 + t 2 ). The number of well layers included in the active layer first region AR 1 is WL 1 (a positive number, not limited to an integer), and the number of well layers included in the active layer second region AR 2 is WL 2 ( It is a positive number and is not limited to an integer, and is the total number of well layers WL = WL 1 + WL 2 ). When one well layer (thickness t IF ) exists across the active layer first region AR 1 and the active layer second region AR 2 , the well included only in the active layer first region AR 1 . The number of layers is WL ′ 1 , the number of well layers included only in the active layer second region AR 2 is WL ′ 2, and the well layers straddling the active layer first region AR 1 and the active layer second region AR 2. The thickness included in the active layer first region AR 1 is the thickness t IF-1 , and the thickness included in the active layer second region AR 2 is the thickness t IF-2 (t IF = t IF-1 + t IF -2 )
WL 1 = WL ′ 1 + ΔWL 1
WL 2 = WL ′ 2 + ΔWL 2
It is. However,
ΔWL 1 + ΔWL 2 = 1
And
WL = WL 1 + WL 2
= WL ' 1 + WL' 2 +1
ΔWL 1 = t IF-1 / t IF
ΔWL 2 = t IF-2 / t IF
It is.

そして、井戸層密度d1及び井戸層密度d2は、以下の式(1−1)、式(1−2)から求めることができる。但し、k≡(t0/WL)である。 Then, the well layer density d 1 and the well layer density d 2 has the following formula (1-1) can be obtained from the equation (1-2). However, k≡ (t 0 / WL).

1=(WL1/WL)/(t1/t0
=k(WL1/t1) (1−1)
2=(WL2/WL)/(t2/t0
=k(WL2/t2) (1−2)
d 1 = (WL 1 / WL) / (t 1 / t 0 )
= K (WL 1 / t 1 ) (1-1)
d 2 = (WL 2 / WL) / (t 2 / t 0 )
= K (WL 2 / t 2 ) (1-2)

そして、この場合、活性層の総厚をt0とし、活性層における第1GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(2t0/3)までの活性層第1領域AR1内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/3)までの活性層第2領域AR2内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されている構成とすることができ、あるいは又、活性層の総厚をt0とし、活性層における第1GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/2)までの活性層第1領域AR1内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/2)までの活性層第2領域AR2内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されている構成とすることができ、あるいは又、活性層の総厚をt0とし、活性層における第1GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/3)までの活性層第1領域AR1内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(2t0/3)までの活性層第2領域AR2内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されている構成とすることができる。 In this case, the total thickness of the active layer is t 0, the well layer density in the active layer a first region AR 1 up to the 1GaN compounds thickness from the semiconductor layer side interface of the active layer (2t 0/3) d 1, when the well layer density in the active layer within the second region AR 2 to a thickness from the 2GaN based compound semiconductor layer side interface (t 0/3) was d 2, so as to satisfy d 1> d 2 well layer may be a configuration that is disposed in the active layer, or alternatively, the total thickness of the active layer is t 0, the thickness from the 1GaN based compound semiconductor layer side interface of the active layer of the (t 0/2 ) d 1 of the well layer density in the active layer a first region AR 1 to the well layer density of the 2GaN based compound semiconductor layer side thickness from the interface of (t 0/2) active layer to the second region AR 2 the when the d 2, d 1> well layer in the active layer so as to satisfy the d 2 is being arranged Configuration and it is possible to, alternatively, the total thickness of the active layer is t 0, the 1GaN based compound semiconductor layer side thickness from the interface of the active layer (t 0/3) to the active layer a first region AR 1 of well layer density d 1 of, when the thickness from the 2GaN based compound semiconductor layer side interface (2t 0/3) the well layer density in the active layer within the second region AR 2 up to and d 2, d 1> d The well layer in the active layer may be arranged so as to satisfy 2 .

以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む井戸層密度変化構造を有する本発明においては、d2/d1≦0.8、好ましくは、d2/d1≦0.5を満足するように活性層における井戸層が配置されていることが望ましい。 In the present invention having the well layer density changing structure including the various preferable modes and configurations described above, d 2 / d 1 ≦ 0.8, preferably d 2 / d 1 ≦ 0.5 is satisfied. It is desirable that a well layer in the active layer is disposed on the surface.

また、以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む井戸層密度変化構造を有する本発明において、GaN系半導体発光素子は、
(D)第1GaN系化合物半導体層と活性層との間に形成されたIn原子を含有する下地層、及び、
(E)活性層と第2GaN系化合物半導体層との間に形成され、p型ドーパントを含有する超格子構造層、
を更に備えている構成とすることができる。このような構成にすることで、発光効率の一層の向上と動作電圧の一層の低下を図りつつ、高い動作電流密度における一層安定したGaN系半導体発光素子の動作を達成することができる。
Further, in the present invention having a well layer density changing structure including the various preferred modes and configurations described above, the GaN-based semiconductor light-emitting element is
(D) an underlayer containing In atoms formed between the first GaN-based compound semiconductor layer and the active layer, and
(E) a superlattice structure layer formed between the active layer and the second GaN-based compound semiconductor layer and containing a p-type dopant;
It can be set as the structure further provided. With such a configuration, it is possible to achieve a more stable operation of the GaN-based semiconductor light-emitting element at a high operating current density while further improving the light emission efficiency and further reducing the operating voltage.

尚、このような構成にあっては、活性層と超格子構造層との間には、アンドープGaN系化合物半導体層が形成され、該アンドープGaN系化合物半導体層の厚さは100nm以下であることが好ましい。また、超格子構造層の総厚は5nm以上であることが望ましく、超格子構造層における超格子構造の周期は、2原子層以上、20nm以下であることが好ましい。また、超格子構造層が含有するp型ドーパントの濃度は、1×1018/cm3乃至4×1020/cm3であることが望ましい。あるいは又、下地層の厚さは20nm以上であることが好ましく、下地層と活性層との間には、アンドープGaN系化合物半導体層が形成され、該アンドープGaN系化合物半導体層の厚さは50nm以下であることが望ましい。更には、下地層及び活性層はInを含有し、下地層におけるIn組成割合は0.005以上であり、且つ、活性層におけるIn組成割合よりも低い構成とすることもでき、また、下地層は、1×1016/cm3乃至1×1021/cm3のn型ドーパントを含有する構成とすることもできる。 In such a configuration, an undoped GaN-based compound semiconductor layer is formed between the active layer and the superlattice structure layer, and the thickness of the undoped GaN-based compound semiconductor layer is 100 nm or less. Is preferred. The total thickness of the superlattice structure layer is desirably 5 nm or more, and the period of the superlattice structure in the superlattice structure layer is preferably 2 atomic layers or more and 20 nm or less. The concentration of the p-type dopant contained in the superlattice structure layer is preferably 1 × 10 18 / cm 3 to 4 × 10 20 / cm 3 . Alternatively, the thickness of the underlayer is preferably 20 nm or more, and an undoped GaN-based compound semiconductor layer is formed between the underlayer and the active layer, and the thickness of the undoped GaN-based compound semiconductor layer is 50 nm. The following is desirable. Furthermore, the underlayer and the active layer contain In, the In composition ratio in the underlayer is 0.005 or more, and can be configured to be lower than the In composition ratio in the active layer. Can also be configured to contain an n-type dopant of 1 × 10 16 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 .

以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む本発明において、緑色を発光する第2発光素子がGaN系半導体発光素子から構成されており、このGaN系半導体発光素子の発光波長をλ1(nm)及びλ2(nm)としたとき、緑色である510(nm)≦λ1≦540(nm)、及び、470(nm)≦λ2≦510(nm)を満足し、あるいは又、GaN系半導体発光素子の発光波長をλ1(nm)、λ2(nm)、及び、λ3(nm)としたとき、緑色である510(nm)≦λ1≦540(nm)、490(nm)≦λ2≦510(nm)、及び、470(nm)≦λ3≦490(nm)を満足することが好ましい。尚、発光波長にピークが存在する場合には、発光ピーク波長を意味する。以下の説明においても同様である。 In the present invention including the various preferable modes and configurations described above, the second light emitting element that emits green light is composed of a GaN-based semiconductor light-emitting element, and the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting element is λ 1 (nm). ) And λ 2 (nm), green (510) ≦ λ 1 ≦ 540 (nm) and 470 (nm) ≦ λ 2 ≦ 510 (nm) are satisfied, or GaN When the emission wavelength of the semiconductor light emitting element is λ 1 (nm), λ 2 (nm), and λ 3 (nm), the green color is 510 (nm) ≦ λ 1 ≦ 540 (nm), 490 (nm). It is preferable that ≦ λ 2 ≦ 510 (nm) and 470 (nm) ≦ λ 3 ≦ 490 (nm) are satisfied. When a peak exists in the emission wavelength, it means the emission peak wavelength. The same applies to the following description.

あるいは又、以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む本発明において、青色を発光する第1発光素子がGaN系半導体発光素子から構成されており、このGaN系半導体発光素子の発光波長をλ1(nm)及びλ2(nm)としたとき、青色である430(nm)≦λ1≦460(nm)、及び、455(nm)≦λ2≦470(nm)を満足することが好ましい。あるいは又、動作電流密度が低い場合には、青の色度のy座標が大きく、動作電流密度が高い場合には、青の色度のy座標が小さくなるように発光することが好ましい。 Alternatively, in the present invention including the various preferable modes and configurations described above, the first light emitting element emitting blue light is composed of a GaN-based semiconductor light-emitting element, and the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting element is λ When 1 (nm) and λ 2 (nm) are satisfied, it is preferable to satisfy 430 (nm) ≦ λ 1 ≦ 460 (nm) and 455 (nm) ≦ λ 2 ≦ 470 (nm) which are blue. . Alternatively, it is preferable to emit light so that the y coordinate of blue chromaticity is large when the operating current density is low, and the y coordinate of blue chromaticity is small when the operating current density is high.

一般に、半導体発光素子は、特性測定時の発熱や温度変化によっても発光波長に変化が生じる。従って、本発明においては、ほぼ室温(25゜C)での特性を対象とする。GaN系半導体発光素子自身の発熱が少ない場合には、直流電流での駆動でも問題は生じないが、発熱が大きい場合、パルス電流で駆動する等、GaN系半導体発光素子自身の温度(接合領域の温度)が室温から大幅に変化しないような測定方法を採用する必要がある。   In general, a semiconductor light emitting element also changes its emission wavelength due to heat generation or temperature change during characteristic measurement. Therefore, in the present invention, the characteristics at approximately room temperature (25 ° C.) are targeted. When the GaN-based semiconductor light-emitting element itself generates little heat, there is no problem with driving with a direct current, but when the heat generation is large, the temperature of the GaN-based semiconductor light-emitting element itself (such as driving with a pulse current) It is necessary to adopt a measurement method in which the temperature does not change significantly from room temperature.

また、発光波長に関しては、スペクトルにおけるパワーピークの波長を対象とする。人間の視感特性等を考慮したスペクトルや、通常色合いを表現するために用いるドミナント波長(主波長)ではない。更には、測定条件によっては、薄膜干渉等によって活性層から発せられた光が多数回反射することで、見掛け上、周期的な変動をもったスペクトルとして観測される場合があるが、これらの周期的な変動分を取り除いた、活性層で生じた光を反映したスペクトルを対象とする。   In addition, regarding the emission wavelength, the power peak wavelength in the spectrum is targeted. It is not a dominant wavelength (principal wavelength) that is used to express a spectrum that takes into account human visual characteristics or the like, or a normal hue. Furthermore, depending on the measurement conditions, light emitted from the active layer due to thin film interference or the like may be reflected many times, so that it may be observed as a spectrum with periodic fluctuations. The spectrum reflecting the light generated in the active layer from which the fluctuations are removed is considered.

更には、GaN系半導体発光素子の動作電流密度とは、動作電流値を活性層面積(接合領域面積)で除した値である。即ち、市販のGaN系半導体発光素子は、種々のパッケージ形態を有するだけでなく、用途や光量によってGaN系半導体発光素子の大きさも異なる。また、GaN系半導体発光素子の大きさに応じて標準的な駆動電流(動作電流)が異なる等、特性の電流値依存性を直接比較することは困難である。本発明においては、一般化のために、駆動電流の値それ自体ではなく、このような駆動電流値を活性層面積(接合領域面積)で除した動作電流密度(単位:アンペア/cm2)で表現する。 Furthermore, the operating current density of the GaN-based semiconductor light-emitting element is a value obtained by dividing the operating current value by the active layer area (junction region area). That is, a commercially available GaN-based semiconductor light-emitting element has not only various package forms, but also the size of the GaN-based semiconductor light-emitting element varies depending on the application and the amount of light. In addition, it is difficult to directly compare the current value dependency of characteristics, such as a difference in standard driving current (operating current) depending on the size of the GaN-based semiconductor light emitting device. In the present invention, for the sake of generalization, not the drive current value itself but the operating current density (unit: ampere / cm 2 ) obtained by dividing such a drive current value by the active layer area (junction region area). Express.

尚、以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む井戸層密度変化構造を有する本発明においては、活性層にはインジウム原子が含まれている形態、より具体的には、AlxGa1-x-yInyN(但し、x≧0,y>0,0<x+y≦1)とすることができる。また、第1GaN系化合物半導体層、第2GaN系化合物半導体層として、GaN層、AlGaN層、InGaN層、AlInGaN層を挙げることができる。更には、これらの化合物半導体層にホウ素(B)原子やタリウム(Tl)原子、ヒ素(As)原子、リン(P)原子、アンチモン(Sb)原子が含まれていてもよい。 In the present invention having the well layer density changing structure including the various preferable forms and configurations described above, the active layer contains indium atoms, more specifically, Al x Ga 1− xy In y N (where x ≧ 0, y> 0, 0 <x + y ≦ 1). Examples of the first GaN compound semiconductor layer and the second GaN compound semiconductor layer include a GaN layer, an AlGaN layer, an InGaN layer, and an AlInGaN layer. Furthermore, these compound semiconductor layers may contain boron (B) atoms, thallium (Tl) atoms, arsenic (As) atoms, phosphorus (P) atoms, and antimony (Sb) atoms.

更には、以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む井戸層密度変化構造を有する本発明において、活性層における井戸層の数(WL)は、2以上、好ましくは4以上であることが、一層確実に、発光効率を犠牲にすることなく、動作電流密度の増加に伴い発光波長を大きくシフトさせるといった観点から、好ましい。   Furthermore, in the present invention having the well layer density changing structure including the various preferable modes and configurations described above, the number of well layers (WL) in the active layer is 2 or more, preferably 4 or more. This is preferable from the viewpoint of more surely shifting the emission wavelength as the operating current density increases without sacrificing the luminous efficiency.

本発明において、第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つ(1種類)の発光素子はGaN系半導体発光素子によって構成される。云い換えれば、第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内のいずれか1種類の発光素子はGaN系半導体発光素子から構成され、残りの2種類の発光素子は他の構成の半導体発光素子から構成されていてもよいし、第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内のいずれか2種類の発光素子はGaN系半導体発光素子から構成され、残りの1種類の発光素子は他の構成の半導体発光素子から構成されていてもよいし、第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の全ての発光素子がGaN系半導体発光素子から構成されていてもよい。尚、他の構成の半導体発光素子として、赤色を発光するAlGaInP系半導体発光素子を挙げることができる。   In the present invention, at least one (one type) of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element is constituted by a GaN-based semiconductor light emitting element. In other words, any one of the first light-emitting element, the second light-emitting element, and the third light-emitting element is formed of a GaN-based semiconductor light-emitting element, and the remaining two types of light-emitting elements have other configurations. The light emitting element may be composed of a semiconductor light emitting element, or any one of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element, and the remaining one type The light emitting element may be composed of a semiconductor light emitting element of another configuration, or all of the light emitting elements of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element are composed of a GaN-based semiconductor light emitting element. Also good. An example of a semiconductor light emitting device having another configuration is an AlGaInP semiconductor light emitting device that emits red light.

本発明の第1の態様に係る画像表示装置として、例えば、以下に説明する構成、構造の画像表示装置を挙げることができる。尚、特に断りの無い限り、画像表示装置あるいは発光素子パネルを構成する発光素子の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき、決定すればよい。また、画像表示装置に要求される仕様に基づき、ライト・バルブを更に備えている構成とすることができる。   Examples of the image display device according to the first aspect of the present invention include an image display device having the configuration and structure described below. Unless otherwise specified, the number of light emitting elements constituting the image display device or the light emitting element panel may be determined based on specifications required for the image display device. Further, based on the specifications required for the image display device, a configuration in which a light valve is further provided can be adopted.

(1)第1Aの態様に係る画像表示装置・・・
(α)青色を発光する第1発光素子が2次元マトリクス状に配列された第1発光素子パネルから成る第1画像表示装置、
(β)緑色を発光する第1発光素子が2次元マトリクス状に配列された第2発光素子パネルから成る第2画像表示装置、及び、
(γ)赤色を発光する第1発光素子が2次元マトリクス状に配列された第3発光素子パネルから成る第3画像表示装置、並びに、
(δ)第1画像表示装置、第2画像表示装置及び第3画像表示装置から射出された光を1本の光路に纏めるための手段(例えば、ダイクロイック・プリズムであり、以下の説明においても同様である)、
を備えており、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子のそれぞれの発光/非発光状態を制御するカラー表示の画像表示装置(直視型あるいはプロジェクション型)。
(2)第1Bの態様に係る画像表示装置・・・
(α)青色を発光する第1発光素子、及び、青色を発光する第1発光素子から射出された射出光の通過/非通過を制御するための第1光通過制御装置[一種のライト・バルブであり、例えば、液晶表示装置やデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)から構成され、以下の説明においても同様である]から成る第1画像表示装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子、及び、緑色を発光する第2発光素子から射出された射出光の通過/非通過を制御するための第2光通過制御装置(ライト・バルブ)から成る第2画像表示装置、及び、
(γ)赤色を発光する第3発光素子、及び、赤色を発光する第3発光素子から射出された射出光の通過/非通過を制御するための第3光通過制御装置(ライト・バルブ)から成る第3画像表示装置、並びに、
(δ)第1光通過制御装置、第2光通過制御装置及び第3光通過制御装置を通過した光を1本の光路に纏めるための手段、
を備えており、
光通過制御装置によってこれらの発光素子から射出された射出光の通過/非通過を制御することで画像を表示するカラー表示の画像表示装置(直視型あるいはプロジェクション型)。尚、第1発光素子、第2発光素子、第3発光素子の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき、決定すればよく、1又は複数とすることができる。また、第1発光素子、第2発光素子、第3発光素子から射出された射出光を光通過制御装置へと案内するための手段(光案内部材)として、導光部材、マイクロレンズアレイ、ミラーや反射板、集光レンズを例示することができる。
(3)第1Cの態様に係る画像表示装置・・・
(α)青色を発光する第1発光素子が2次元マトリクス状に配列された第1発光素子パネル、及び、第1発光素子パネルから射出された射出光の通過/非通過を制御するための青色光通過制御装置(ライト・バルブ)から成る第1画像表示装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子が2次元マトリクス状に配列された第2発光素子パネル、及び、第2発光素子パネルから射出された射出光の通過/非通過を制御するための緑色光通過制御装置(ライト・バルブ)から成る第2画像表示装置、
(γ)赤色を発光する第3発光素子が2次元マトリクス状に配列された第3発光素子パネル、及び、第3発光素子パネルから射出された射出光の通過/非通過を制御するための赤色光通過制御装置(ライト・バルブ)から成る第3画像表示装置、並びに、
(δ)青色光通過制御装置、緑色光通過制御装置及び赤色光通過制御装置を通過した光を1本の光路に纏めるための手段を備えており、
光通過制御装置(ライト・バルブ)によってこれらの第1発光素子パネル、第2発光素子パネル及び第3発光素子パネルから射出された射出光の通過/非通過を制御することで画像を表示するカラー表示の画像表示装置(直視型あるいはプロジェクション型)。
(4)第1Dの態様に係る画像表示装置・・・
(α)青色を発光する第1発光素子を備えた第1画像表示装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子を備えた第2画像表示装置、及び、
(γ)赤色を発光する第3発光素子を備えた第3画像表示装置、並びに、
(δ)第1画像表示装置、第2画像表示装置及び第3画像表示装置から射出された光を1本の光路に纏めるための手段、更には、
(ε)1本の光路に纏めるための手段から射出された光の通過/非通過を制御するための光通過制御装置(ライト・バルブ)、
を備えており、
光通過制御装置によってこれらの発光素子から射出された射出光の通過/非通過を制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像表示装置(直視型あるいはプロジェクション型)。
(5)第1Eの態様に係る画像表示装置・・・
(α)青色を発光する第1発光素子が2次元マトリクス状に配列された第1発光素子パネルから成る第1画像表示装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子が2次元マトリクス状に配列された第2発光素子パネルから成る第2画像表示装置、及び、
(γ)赤色を発光する第3発光素子が2次元マトリクス状に配列された第3発光素子パネルから成る第3画像表示装置、並びに、
(δ)第1画像表示装置、第2画像表示装置及び第3画像表示装置のそれぞれから射出された光を1本の光路に纏めるための手段、更には、
(ε)1本の光路に纏めるための手段から射出された光の通過/非通過を制御するための光通過制御装置(ライト・バルブ)、
を備えており、
光通過制御装置によってこれらの発光素子パネルから射出された射出光の通過/非通過を制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像表示装置(直視型あるいはプロジェクション型)。
(1) Image display device according to aspect 1A ...
(Α) a first image display device including a first light emitting element panel in which first light emitting elements emitting blue light are arranged in a two-dimensional matrix;
(Β) a second image display device including a second light emitting element panel in which first light emitting elements emitting green light are arranged in a two-dimensional matrix; and
(Γ) a third image display device including a third light emitting element panel in which first light emitting elements emitting red light are arranged in a two-dimensional matrix; and
(Δ) Means for collecting light emitted from the first image display device, the second image display device, and the third image display device into one optical path (for example, a dichroic prism; the same applies to the following description) ),
With
A color display image display device (direct view type or projection type) that controls the light emitting / non-light emitting states of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element.
(2) Image display device according to aspect 1B ...
(Α) a first light emitting element that emits blue light, and a first light passage control device that controls passage / non-passage of light emitted from the first light emitting element that emits blue light [a kind of light valve For example, a liquid crystal display device, a digital micromirror device (DMD), LCOS (Liquid Crystal On Silicon), and the same in the following description.]
(Β) From a second light emitting element that emits green light and a second light passage control device (light valve) for controlling passage / non-passage of light emitted from the second light emitting element that emits green light A second image display device comprising:
(Γ) From a third light emitting device that emits red light and a third light passage control device (light valve) for controlling passage / non-passage of light emitted from the third light emitting device that emits red light A third image display device comprising:
(Δ) means for collecting light that has passed through the first light passage control device, the second light passage control device, and the third light passage control device into one optical path;
With
A color display image display device (direct view type or projection type) that displays an image by controlling passage / non-passage of light emitted from these light emitting elements by a light passage control device. The number of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element may be determined based on specifications required for the image display device, and may be one or a plurality. Further, as means (light guide member) for guiding the emitted light emitted from the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element to the light passage control device, a light guide member, a microlens array, a mirror Examples thereof include a reflector, a condenser lens, and the like.
(3) Image display device according to aspect 1C ...
(Α) A first light emitting element panel in which first light emitting elements emitting blue light are arranged in a two-dimensional matrix, and a blue color for controlling passage / non-passage of light emitted from the first light emitting element panel A first image display device comprising a light passage control device (light valve);
(Β) A second light emitting element panel in which second light emitting elements emitting green light are arranged in a two-dimensional matrix, and a green color for controlling passage / non-passage of light emitted from the second light emitting element panel. A second image display device comprising a light passage control device (light valve);
(Γ) A third light emitting element panel in which third light emitting elements emitting red light are arranged in a two-dimensional matrix, and a red color for controlling passage / non-passage of light emitted from the third light emitting element panel. A third image display device comprising a light passage control device (light valve), and
(Δ) comprises means for collecting light that has passed through the blue light passage control device, the green light passage control device, and the red light passage control device into one optical path;
A color for displaying an image by controlling passage / non-passage of the emitted light emitted from the first light emitting element panel, the second light emitting element panel, and the third light emitting element panel by a light passage control device (light valve). Display image display device (direct view type or projection type).
(4) Image display device according to aspect 1D ...
(Α) a first image display device including a first light emitting element that emits blue light;
(Β) a second image display device including a second light emitting element that emits green light, and
(Γ) a third image display device including a third light emitting element that emits red light, and
(Δ) means for collecting the light emitted from the first image display device, the second image display device, and the third image display device into one optical path;
(Ε) a light passage control device (light valve) for controlling the passage / non-passage of the light emitted from the means for collecting in one light path;
With
A field-sequential color display image display device (direct view type or projection type) that displays an image by controlling passage / non-passage of light emitted from these light emitting elements by a light passage control device.
(5) Image display device according to aspect 1E ...
(Α) a first image display device including a first light emitting element panel in which first light emitting elements emitting blue light are arranged in a two-dimensional matrix;
(Β) a second image display device including a second light emitting element panel in which second light emitting elements emitting green light are arranged in a two-dimensional matrix; and
(Γ) a third image display device comprising a third light emitting element panel in which third light emitting elements emitting red light are arranged in a two-dimensional matrix, and
(Δ) means for collecting light emitted from each of the first image display device, the second image display device, and the third image display device into one optical path;
(Ε) a light passage control device (light valve) for controlling the passage / non-passage of the light emitted from the means for collecting in one light path;
With
A field sequential color display image display device (direct view type or projection type) that displays an image by controlling passage / non-passage of the light emitted from these light emitting element panels by a light passage control device.

また、本発明の第2の態様に係る画像表示装置として、例えば、以下に説明する構成、構造の画像表示装置を挙げることができる。尚、発光素子ユニットの数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき、決定すればよい。また、画像表示装置に要求される仕様に基づき、ライト・バルブを更に備えている構成とすることができる。   Further, examples of the image display apparatus according to the second aspect of the present invention include an image display apparatus having a configuration and structure described below. The number of light emitting element units may be determined based on specifications required for the image display device. Further, based on the specifications required for the image display device, a configuration in which a light valve is further provided can be adopted.

(1)第2Aの態様に係る画像表示装置・・・
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子のそれぞれの発光/非発光状態を制御することで、各発光素子の発光状態を直接的に視認させることで画像を表示する、パッシブマトリックスタイプあるいはアクティブマトリックスタイプの直視型、カラー表示の画像表示装置。
(2)第2Bの態様に係る画像表示装置・・・
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子のそれぞれの発光/非発光状態を制御し、スクリーンに投影することで画像を表示する、パッシブマトリックスタイプあるいはアクティブマトリックスタイプのプロジェクション型、カラー表示の画像表示装置。
(3)第2Cの態様に係る画像表示装置・・・
2次元マトリクス状に配列された発光素子ユニットからの射出光の通過/非通過を制御するための光通過制御装置(ライト・バルブ)を備えており、発光素子ユニットにおける第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子のそれぞれの発光/非発光状態を時分割制御し、更に、光通過制御装置によって第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子から射出された射出光の通過/非通過を制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像表示装置(直視型あるいはプロジェクション型)。
(1) Image display device according to aspect 2A ...
A passive matrix type that displays an image by directly viewing the light emitting state of each light emitting element by controlling the light emitting / non-light emitting state of each of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element. Alternatively, an active matrix type direct-view type color display image display device.
(2) Image display apparatus according to aspect 2B ...
Control the light emitting / non-light emitting state of each of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element, and project the image onto the screen to display an image, a passive matrix type or active matrix type projection type, color display Image display device.
(3) Image display device according to aspect 2C ...
A light passage control device (light valve) for controlling passage / non-passage of light emitted from the light emitting element units arranged in a two-dimensional matrix is provided, and includes a first light emitting element and a second light emitting element in the light emitting element unit. The light emitting / non-light emitting state of each of the light emitting element and the third light emitting element is controlled in a time-sharing manner, and the light passing through the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element is passed by the light passage control device. / Field sequential color display image display device (direct view type or projection type) that displays images by controlling non-passage.

本発明の面状光源装置、あるいは、本発明の液晶表示装置組立体における面状光源装置は、2種類の面状光源装置(バックライト)、即ち、例えば実開昭63−187120や特開2002−277870に開示された直下型の面状光源装置、並びに、例えば特開2002−131552に開示されたエッジライト型(サイドライト型とも呼ばれる)の面状光源装置とすることができる。尚、発光素子の数は本質的に任意であり、面状光源装置に要求される仕様に基づき決定すればよい。また、面状光源装置における光源を構成する第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子は、それぞれ、1つであってもよいし、複数であってもよい。   The planar light source device of the present invention or the planar light source device in the liquid crystal display device assembly of the present invention has two types of planar light source devices (backlights), for example, Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 63-187120 and 2002. The direct-type planar light source device disclosed in JP-A-277870 and the edge light type (also referred to as sidelight type) planar light source device disclosed in, for example, JP-A-2002-131552 can be used. The number of light emitting elements is essentially arbitrary and may be determined based on specifications required for the planar light source device. In addition, the number of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element that constitute the light source in the planar light source device may be one or plural.

ここで、直下型の面状光源装置にあっては、液晶表示装置に対向して、第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子が配置され、液晶表示装置と第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子との間には、拡散板、拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートといった光学機能シート群や、反射シートが配置されている。   Here, in the direct type planar light source device, the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element are arranged facing the liquid crystal display device, and the liquid crystal display device, the first light emitting element, Between the second light emitting element and the third light emitting element, an optical function sheet group such as a diffusion plate, a diffusion sheet, a prism sheet, and a polarization conversion sheet, and a reflection sheet are arranged.

直下型の面状光源装置にあっては、より具体的には、青色(例えば、主に波長450nm)を発光する第1発光素子、緑色(例えば、主に波長530nm)を発光する第2発光素子、及び、赤色(例えば、主に波長640nm)を発光する第3発光素子が、筐体内に配置、配列されている構成とすることができるが、これに限定するものではない。ここで、複数の青色を発光する第1発光素子、複数の緑色を発光する第2発光素子、及び、複数の赤色を発光する第3発光素子が、筐体内に配置、配列されている場合、これらの発光素子の配列状態として、青色発光の第1発光素子、緑色発光の第2発光素子及び赤色発光の第3発光素子を1組とした発光素子列を液晶表示装置の画面水平方向に複数、連ねて発光素子列アレイを形成し、この発光素子列アレイを液晶表示装置の画面垂直方向に複数本、並べる配列を例示することができる。尚、発光素子列として、(1つの青色発光の第1発光素子,1つの緑色発光の第2発光素子,1つの赤色発光の第3発光素子)、(1つの青色発光の第1発光素子,2つの緑色発光の第2発光素子,1つの赤色発光の第3発光素子)、(1つの青色発光の第1発光素子,2つの緑色発光の第2発光素子,2つの赤色発光の第3発光素子)等の複数個の組合せを挙げることができる。尚、赤色、緑色、青色以外の第4番目の色を発光する発光素子を更に備えていてもよい。また、発光素子には、例えば、日経エレクトロニクス 2004年12月20日第889号の第128ページに掲載されたような光取出しレンズが取り付けられていてもよい。   In the direct type planar light source device, more specifically, a first light emitting element that emits blue light (for example, mainly having a wavelength of 450 nm) and a second light emission that emits green light (for example, mainly having a wavelength of 530 nm). The element and the third light emitting element that emits red light (for example, mainly 640 nm in wavelength) can be arranged and arranged in the housing, but the present invention is not limited to this. Here, when a plurality of first light emitting elements that emit blue light, a plurality of second light emitting elements that emit green light, and a plurality of third light emitting elements that emit red light are arranged and arranged in a housing, As an arrangement state of these light emitting elements, a plurality of light emitting element arrays each including a blue light emitting first light emitting element, a green light emitting second light emitting element, and a red light emitting third light emitting element are arranged in the horizontal direction of the screen of the liquid crystal display device. The light emitting element array can be formed in a row, and a plurality of light emitting element arrays can be arranged in the vertical direction of the screen of the liquid crystal display device. In addition, as the light emitting element row, (one blue light emitting first light emitting element, one green light emitting second light emitting element, one red light emitting third light emitting element), (one blue light emitting first light emitting element, Two green light emitting second light emitting elements, one red light emitting third light emitting element), (one blue light emitting first light emitting element, two green light emitting second light emitting elements, and two red light emitting third light emitting elements). A plurality of combinations such as (element) can be given. In addition, you may further provide the light emitting element which light-emits 4th color other than red, green, and blue. In addition, for example, a light extraction lens described in page 128 of Nikkei Electronics No. 889, No. 889, may be attached to the light emitting element.

一方、エッジライト型の面状光源装置にあっては、液晶表示装置に対向して導光板が配置され、導光板の側面(次に述べる第1側面)に発光素子が配置される。導光板は、第1面(底面)、この第1面と対向した第2面(頂面)、第1側面、第2側面、第1側面と対向した第3側面、及び、第2側面と対向した第4側面を有する。導光板のより具体的な形状として、全体として、楔状の切頭四角錐形状を挙げることができ、この場合、切頭四角錐の2つの対向する側面が第1面及び第2面に相当し、切頭四角錐の底面が第1側面に相当する。そして、第1面(底面)の表面部には凸部及び/又は凹部が設けられていることが望ましい。導光板の第1側面から光が入射され、第2面(頂面)から液晶表示装置に向けて光が射出される。ここで、導光板の第2面は、平滑としてもよいし(即ち、鏡面としてもよいし)、拡散効果のあるブラストシボを設けてもよい(即ち、微細な凹凸面とすることもできる)。   On the other hand, in the edge light type planar light source device, a light guide plate is disposed facing the liquid crystal display device, and a light emitting element is disposed on a side surface (first side surface described below) of the light guide plate. The light guide plate includes a first surface (bottom surface), a second surface (top surface) facing the first surface, a first side surface, a second side surface, a third side surface facing the first side surface, and a second side surface. It has the 4th side which countered. As a more specific shape of the light guide plate, a wedge-shaped truncated quadrangular pyramid shape can be cited as a whole. In this case, two opposing side surfaces of the truncated quadrangular pyramid correspond to the first surface and the second surface. The bottom surface of the truncated quadrangular pyramid corresponds to the first side surface. And it is desirable for the surface part of the 1st surface (bottom surface) to provide the convex part and / or the recessed part. Light is incident from the first side surface of the light guide plate, and light is emitted from the second surface (top surface) toward the liquid crystal display device. Here, the second surface of the light guide plate may be smooth (that is, may be a mirror surface), or may be provided with a blast texture having a diffusion effect (that is, a fine uneven surface).

導光板の第1面(底面)には、凸部及び/又は凹部が設けられていることが望ましい。即ち、導光板の第1面には、凸部が設けられ、あるいは又、凹部が設けられ、あるいは又、凹凸部が設けられていることが望ましい。凹凸部が設けられている場合、凹部と凸部とが連続していてもよいし、不連続であってもよい。導光板の第1面に設けられた凸部及び/又は凹部は、導光板への光入射方向と所定の角度を成す方向に沿って延びる連続した凸部及び/又は凹部である構成とすることができる。このような構成にあっては、導光板への光入射方向であって第1面と垂直な仮想平面で導光板を切断したときの連続した凸形状あるいは凹形状の断面形状として、三角形;正方形、長方形、台形を含む任意の四角形;任意の多角形;円形、楕円形、放物線、双曲線、カテナリー等を含む任意の滑らかな曲線を例示することができる。尚、導光板への光入射方向と所定の角度を成す方向とは、導光板への光入射方向を0度としたとき、60度〜120度の方向を意味する。以下においても同様である。あるいは又、導光板の第1面に設けられた凸部及び/又は凹部は、導光板への光入射方向と所定の角度を成す方向に沿って延びる不連続の凸部及び/又は凹部である構成とすることができる。このような構成にあっては、不連続の凸形状あるいは凹形状の形状として、角錐、円錐、円柱、三角柱や四角柱を含む多角柱、球の一部、回転楕円体の一部、回転放物線体の一部、回転双曲線体の一部といった各種の滑らかな曲面を例示することができる。尚、導光板において、場合によっては、第1面の周縁部には凸部や凹部が形成されていなくともよい。更には、光源から射出され、導光板に入射した光が導光板の第1面に形成された凸部あるいは凹部に衝突して散乱されるが、導光板の第1面に設けられた凸部あるいは凹部の高さや深さ、ピッチ、形状を、一定としてもよいし、光源から離れるに従い変化させてもよい。後者の場合、例えば凸部あるいは凹部のピッチを光源から離れるに従い細かくしてもよい。ここで、凸部のピッチ、あるいは、凹部のピッチとは、導光板への光入射方向に沿った凸部のピッチ、あるいは、凹部のピッチを意味する。   It is desirable that the first surface (bottom surface) of the light guide plate is provided with a convex portion and / or a concave portion. That is, it is desirable that the first surface of the light guide plate is provided with a convex portion, or a concave portion, or an uneven portion. When the concavo-convex portion is provided, the concave portion and the convex portion may be continuous or discontinuous. The convex portions and / or concave portions provided on the first surface of the light guide plate are configured to be continuous convex portions and / or concave portions extending along a direction forming a predetermined angle with the light incident direction to the light guide plate. Can do. In such a configuration, a triangle or square is used as a continuous convex or concave cross-sectional shape when the light guide plate is cut in a virtual plane perpendicular to the first surface in the light incident direction to the light guide plate. Any smooth curve can be exemplified, including any rectangle, including rectangle, trapezoid; any polygon; circle, ellipse, parabola, hyperbola, catenary and the like. The direction forming a predetermined angle with the light incident direction on the light guide plate means a direction of 60 to 120 degrees when the light incident direction on the light guide plate is 0 degree. The same applies to the following. Alternatively, the convex portion and / or concave portion provided on the first surface of the light guide plate is a discontinuous convex portion and / or concave portion extending along a direction forming a predetermined angle with the light incident direction to the light guide plate. It can be configured. In such a configuration, as a discontinuous convex shape or concave shape, a pyramid, a cone, a cylinder, a polygonal column including a triangular column or a quadrangular column, a part of a sphere, a part of a spheroid, a rotating parabola Various smooth curved surfaces such as a part of a body and a part of a rotating hyperbola can be exemplified. In the light guide plate, in some cases, a convex portion or a concave portion may not be formed on the peripheral portion of the first surface. Furthermore, the light emitted from the light source and incident on the light guide plate collides with the convex portion or concave portion formed on the first surface of the light guide plate and is scattered, but the convex portion provided on the first surface of the light guide plate. Alternatively, the height, depth, pitch, and shape of the recesses may be constant or may be changed as the distance from the light source increases. In the latter case, for example, the pitch of the convex portion or the concave portion may be made finer as the distance from the light source increases. Here, the pitch of the convex portions or the pitch of the concave portions means the pitch of the convex portions or the pitch of the concave portions along the light incident direction to the light guide plate.

導光板を備えた面状光源装置にあっては、導光板の第1面に対向して反射部材を配置することが望ましい。導光板の第2面に対向して液晶表示装置が配置されている。光源から射出された光は、導光板の第1側面(例えば、切頭四角錐の底面に相当する面)から導光板に入射し、第1面の凸部あるいは凹部に衝突して散乱され、第1面から射出し、反射部材にて反射され、第1面に再び入射し、第2面から射出され、液晶表示装置を照射する。液晶表示装置と導光板の第2面との間に、例えば、拡散シートやプリズムシートを配置してもよい。また、光源から射出された光を直接、導光板に導いてもよいし、間接的に導光板に導いてもよい。後者の場合、例えば、光ファイバーを用いればよい。   In the planar light source device including the light guide plate, it is desirable to dispose the reflection member so as to face the first surface of the light guide plate. A liquid crystal display device is disposed to face the second surface of the light guide plate. The light emitted from the light source enters the light guide plate from the first side surface of the light guide plate (for example, the surface corresponding to the bottom surface of the truncated quadrangular pyramid), collides with the convex portion or the concave portion of the first surface, and is scattered. The light is emitted from the first surface, is reflected by the reflecting member, is incident on the first surface again, is emitted from the second surface, and irradiates the liquid crystal display device. For example, a diffusion sheet or a prism sheet may be disposed between the liquid crystal display device and the second surface of the light guide plate. Further, the light emitted from the light source may be guided directly to the light guide plate or indirectly guided to the light guide plate. In the latter case, for example, an optical fiber may be used.

導光板は、光源が射出する光を余り吸収することの無い材料から導光板を作製することが好ましい。具体的には、導光板を構成する材料として、例えば、ガラスや、プラスチック材料(例えば、PMMA、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、AS樹脂を含むスチレン系樹脂)を挙げることができる。   The light guide plate is preferably made of a material that does not absorb much light emitted from the light source. Specifically, examples of the material constituting the light guide plate include glass and plastic materials (for example, PMMA, polycarbonate resin, acrylic resin, amorphous polypropylene resin, and styrene resin including AS resin). be able to.

例えば、透過型のカラー液晶表示装置は、例えば、透明第1電極を備えたフロント・パネル、透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料から成る。   For example, a transmissive color liquid crystal display device is disposed, for example, between a front panel having a transparent first electrode, a rear panel having a transparent second electrode, and a front panel and a rear panel. Made of liquid crystal material.

ここで、フロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第1の基板と、第1の基板の内面に設けられた透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第1の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。更には、フロント・パネルは、第1の基板の内面に、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられ、オーバーコート層上に透明第1電極が形成された構成を有している。透明第1電極上には配向膜が形成されている。カラーフィルターの配置パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。一方、リア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第2の基板と、第2の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第2の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第2電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型のカラー液晶表示装置を構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。尚、スイッチング素子として、単結晶シリコン半導体基板に形成されたMOS型FETや薄膜トランジスタ(TFT)といった3端子素子や、MIM素子、バリスタ素子、ダイオード等の2端子素子を例示することができる。   Here, more specifically, the front panel is, for example, a first substrate made of a glass substrate or a silicon substrate, and a transparent first electrode (also called a common electrode) provided on the inner surface of the first substrate. For example, it is made of ITO) and a polarizing film provided on the outer surface of the first substrate. Furthermore, the front panel has a configuration in which a color filter covered with an overcoat layer made of acrylic resin or epoxy resin is provided on the inner surface of the first substrate, and a transparent first electrode is formed on the overcoat layer. have. An alignment film is formed on the transparent first electrode. Examples of the color filter arrangement pattern include a delta arrangement, a stripe arrangement, a diagonal arrangement, and a rectangle arrangement. On the other hand, the rear panel more specifically includes, for example, a second substrate made of a glass substrate or a silicon substrate, a switching element formed on the inner surface of the second substrate, and conduction / non-conduction by the switching element. A transparent second electrode to be controlled (also called a pixel electrode, which is made of, for example, ITO) and a polarizing film provided on the outer surface of the second substrate. An alignment film is formed on the entire surface including the transparent second electrode. Various members and liquid crystal materials constituting these transmissive color liquid crystal display devices can be composed of known members and materials. Examples of the switching element include a three-terminal element such as a MOS type FET and a thin film transistor (TFT) formed on a single crystal silicon semiconductor substrate, and a two-terminal element such as an MIM element, a varistor element, and a diode.

以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む井戸層密度変化構造を有する本発明において、第1GaN系化合物半導体層、活性層、第2GaN系化合物半導体層等の種々のGaN系化合物半導体層の形成方法として、有機金属化学的気相成長法(MOCVD法)やMBE法、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法等を挙げることができる。   In the present invention having the well layer density changing structure including various preferable modes and configurations described above, various GaN-based compound semiconductor layers such as a first GaN-based compound semiconductor layer, an active layer, and a second GaN-based compound semiconductor layer are formed. Examples of the method include a metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method), an MBE method, and a hydride vapor deposition method in which halogen contributes to transport or reaction.

MOCVD法における有機ガリウム源ガスとして、トリメチルガリウム(TMG)ガスやトリエチルガリウム(TEG)ガスを挙げることができるし、窒素源ガスとして、アンモニアガスやヒドラジンガスを挙げることができる。また、n型の導電型を有する第1GaN系化合物半導体層の形成においては、例えば、n型不純物(n型ドーパント)としてケイ素(Si)を添加すればよいし、p型の導電型を有する第2GaN系化合物半導体層の形成においては、例えば、p型不純物(p型ドーパント)としてマグネシウム(Mg)を添加すればよい。また、GaN系化合物半導体層の構成原子としてアルミニウム(Al)あるいはインジウム(In)が含まれる場合、Al源としてトリメチルアルミニウム(TMA)ガスを用いればよいし、In源としてトリメチルインジウム(TMI)ガスを用いればよい。更には、Si源としてモノシランガス(SiH4ガス)を用いればよいし、Mg源としてシクロペンタジエニルマグネシウムガスやメチルシクロペンタジエニルマグネシウム、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いればよい。尚、n型不純物(n型ドーパント)として、Si以外に、Ge、Se、Sn、C、Tiを挙げることができるし、p型不純物(p型ドーパント)として、Mg以外に、Zn、Cd、Be、Ca、Ba、Oを挙げることができる。 Examples of the organic gallium source gas in the MOCVD method include trimethyl gallium (TMG) gas and triethyl gallium (TEG) gas, and examples of the nitrogen source gas include ammonia gas and hydrazine gas. In forming the first GaN-based compound semiconductor layer having the n-type conductivity, for example, silicon (Si) may be added as an n-type impurity (n-type dopant), and the first GaN-based compound semiconductor layer having the p-type conductivity may be used. In forming the 2GaN compound semiconductor layer, for example, magnesium (Mg) may be added as a p-type impurity (p-type dopant). Further, when aluminum (Al) or indium (In) is included as a constituent atom of the GaN-based compound semiconductor layer, trimethylaluminum (TMA) gas may be used as the Al source, and trimethylindium (TMI) gas is used as the In source. Use it. Furthermore, monosilane gas (SiH 4 gas) may be used as the Si source, and cyclopentadienyl magnesium gas, methylcyclopentadienyl magnesium, or biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) may be used as the Mg source. . In addition to Si, Ge, Se, Sn, C, and Ti can be cited as n-type impurities (n-type dopants). As p-type impurities (p-type dopants), Zn, Cd, Examples include Be, Ca, Ba, and O.

p型の導電型を有する第2GaN系化合物半導体層に接続されたp型電極は、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)、金(Au)及び銀(Ag)から成る群から選択された少なくとも1種類の金属を含む、単層構成又は多層構成を有していることが好ましく、あるいは又、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料を用いることもできるが、中でも、光を高い効率で反射させることができる銀(Ag)やAg/Ni、Ag/Ni/Ptを用いることが好ましい。一方、n型の導電型を有する第1GaN系化合物半導体層に接続されたn型電極は、金(Au)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)、タングステン(W)、Cu(銅)、Zn(亜鉛)、錫(Sn)及びインジウム(In)から成る群から選択された少なくとも1種類の金属を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましく、例えば、Ti/Au、Ti/Al、Ti/Pt/Auを例示することができる。n型電極やp型電極は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法等のPVD法にて形成することができる。   The p-type electrode connected to the second GaN compound semiconductor layer having the p-type conductivity is palladium (Pd), platinum (Pt), nickel (Ni), Al (aluminum), Ti (titanium), gold (Au ) And at least one metal selected from the group consisting of silver (Ag), preferably having a single layer configuration or a multilayer configuration, or a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) In particular, it is preferable to use silver (Ag), Ag / Ni, or Ag / Ni / Pt that can reflect light with high efficiency. On the other hand, the n-type electrode connected to the first GaN compound semiconductor layer having the n-type conductivity is gold (Au), silver (Ag), palladium (Pd), Al (aluminum), Ti (titanium), tungsten. It is desirable to have a single layer configuration or a multilayer configuration including at least one metal selected from the group consisting of (W), Cu (copper), Zn (zinc), tin (Sn), and indium (In), For example, Ti / Au, Ti / Al, Ti / Pt / Au can be exemplified. An n-type electrode and a p-type electrode can be formed by PVD methods, such as a vacuum evaporation method and sputtering method, for example.

n型電極やp型電極上に、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するために、パッド電極を設けてもよい。パッド電極は、Ti(チタン)、アルミニウム(Al)、Pt(白金)、Au(金)、Ni(ニッケル)から成る群から選択された少なくとも1種類の金属を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましい。あるいは又、パッド電極を、Ti/Pt/Auの多層構成、Ti/Auの多層構成に例示される多層構成とすることもできる。   A pad electrode may be provided on the n-type electrode or the p-type electrode for electrical connection with an external electrode or circuit. The pad electrode has a single-layer configuration or a multi-layer configuration including at least one metal selected from the group consisting of Ti (titanium), aluminum (Al), Pt (platinum), Au (gold), and Ni (nickel). It is desirable to have. Alternatively, the pad electrode may have a multilayer configuration exemplified by a multilayer configuration of Ti / Pt / Au and a multilayer configuration of Ti / Au.

以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、発光素子の組立品は、フェイスアップ構造を有していてもよいし、フリップチップ構造を有していてもよい。   In the present invention including the preferable modes and configurations described above, the assembly of the light emitting element may have a face-up structure or a flip chip structure.

本発明にあっては、GaN系半導体発光素子の発光波長の制御を、上述したとおり動作電流密度(より具体的には、駆動電流のピーク電流値)で行う方法を採用する。また、本発明にあっては、GaN系半導体発光素子の発光量の制御を、駆動電流のパルス幅制御で行うことができ、あるいは又、駆動電流のパルス密度制御で行うことができ、あるいは又、これらの組合せで行うことができる。尚、駆動電流のピーク電流値の時間周期は、10ミリ秒以下(100Hz以上)とすることが、ちらつきを抑制するために好ましい。   In the present invention, a method is employed in which the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting element is controlled at the operating current density (more specifically, the peak current value of the drive current) as described above. In the present invention, the light emission amount of the GaN-based semiconductor light-emitting element can be controlled by controlling the pulse width of the driving current, or can be controlled by controlling the pulse density of the driving current. These can be performed in combination. The time period of the peak current value of the drive current is preferably 10 milliseconds or less (100 Hz or more) in order to suppress flicker.

具体的には、例えば、1種類のGaN系半導体発光素子において、或る発光波長λ1を得るときの駆動電流のピーク電流値をI1、駆動電流のパルス幅をP1、発光波長λ2(≠λ1)を得るときの駆動電流のピーク電流値をI2(≠I1)、駆動電流のパルス幅をP2とし、GaN系半導体発光素子のピーク電流値I1での駆動、及び、それに引き続く、ピーク電流値I2での駆動を総合して1パルス周期TPと呼び、GaN系半導体発光素子が組み込まれた画像表示装置、面状光源装置、液晶表示装置組立体におけるGaN系半導体発光素子の動作の1動作周期をTOPとするとき、
(1)駆動電流のピーク電流値I1、ピーク電流値I2を制御することによって、GaN系半導体発光素子からの射出光の発光波長λを制御することができ、
(2)駆動電流のパルス幅P1、パルス幅P2を制御することによって(駆動電流のパルス幅制御)、GaN系半導体発光素子からの射出光の全体としての発光色[2種類の波長の異なる発光色(即ち、2種類の光)、あるいは、1種類の発光色と2種類の波長の異なる発光色が混色された発光色との組合せ(即ち、2種類の光)、あるいは、2種類の波長の異なる発光色と係る2種類の発光色が混色された発光色との組合せ(即ち、3種類の光)]を制御することができ、更には、
(3)GaN系半導体発光素子の1パルス周期TPの長さ(パルス幅)を制御することによって(駆動電流のパルス幅制御)、GaN系半導体発光素子からの射出光の発光量(明るさ、輝度)を制御することができ、及び/又は、
(3’)GaN系半導体発光素子の動作の1動作周期TOP中における1パルス周期TPの数(パルス密度)を制御することによって(駆動電流のパルス密度制御)、GaN系半導体発光素子からの射出光の発光量(明るさ、輝度)を制御することができる。尚、以上の説明においては、2種類の発光波長λ1,λ2としたが、3種類以上の発光波長にも適用することができることは云うまでもない。
Specifically, for example, in one type of GaN-based semiconductor light emitting device, the peak current value of the drive current when obtaining a certain emission wavelength λ 1 is I 1 , the pulse width of the drive current is P 1 , and the emission wavelength λ 2. The peak current value of the drive current when obtaining (≠ λ 1 ) is I 2 (≠ I 1 ), the pulse width of the drive current is P 2 , and the GaN-based semiconductor light emitting device is driven at the peak current value I 1. , its subsequent, referred to as a one pulse period T P and overall driving at the peak current value I 2, the image display device incorporated the GaN-based semiconductor light-emitting device, a surface light source device, a GaN in a liquid crystal display device assembly When one operation cycle of the operation of the semiconductor light emitting element is T OP ,
(1) By controlling the peak current value I 1 and the peak current value I 2 of the drive current, the emission wavelength λ of the light emitted from the GaN-based semiconductor light-emitting element can be controlled,
(2) By controlling the pulse width P 1 and the pulse width P 2 of the drive current (pulse width control of the drive current), the emission color as a whole of the light emitted from the GaN-based semiconductor light-emitting element [with two types of wavelengths Different emission colors (that is, two types of light), or a combination of one type of emission color and an emission color in which two types of emission colors having different wavelengths are mixed (that is, two types of light), or two types The combination of the luminescent color having a different wavelength and the luminescent color obtained by mixing two types of luminescent colors (that is, three types of light)] can be controlled,
(3) (pulse width control of driving current) by controlling the length of one pulse period T P of the GaN-based semiconductor light-emitting element (pulse width), the light emission amount of the light emitted from the GaN-based semiconductor light-emitting device (Brightness , Brightness) and / or
(3 ') (pulse density control of driving current) by controlling the number (pulse density) in one pulse period T P in one operation during period T OP of the operation of the GaN-based semiconductor light-emitting device, the GaN-based semiconductor light-emitting element The amount of emitted light (brightness and luminance) can be controlled. In the above description, although two types of emission wavelengths λ 1 and λ 2 are used, it goes without saying that the present invention can also be applied to three or more types of emission wavelengths.

尚、上述したGaN系半導体発光素子の発光波長及び発光量の同時制御は、例えば、
(a)GaN系半導体発光素子にパルス駆動電流を供給するパルス駆動電流供給手段、及び、
(b)パルス駆動電流のパルス幅及びパルス密度を設定するパルス駆動電流設定手段、
を備えるGaN系半導体発光素子の駆動回路によって達成することができる。尚、このGaN系半導体発光素子の駆動回路は、井戸層密度に特徴を有する井戸層密度変化構造を有する本発明におけるGaN系半導体発光素子に対して適用することができるだけでなく、従来のGaN系半導体発光素子に対して適用することもできる。
In addition, the simultaneous control of the light emission wavelength and the light emission amount of the GaN-based semiconductor light emitting element described above is, for example,
(A) a pulse driving current supply means for supplying a pulse driving current to the GaN-based semiconductor light-emitting device; and
(B) pulse driving current setting means for setting the pulse width and pulse density of the pulse driving current;
This can be achieved by a drive circuit for a GaN-based semiconductor light-emitting device comprising: The driving circuit for the GaN-based semiconductor light-emitting device can be applied not only to the GaN-based semiconductor light-emitting device according to the present invention having a well layer density changing structure characterized by the well layer density, but also to a conventional GaN-based semiconductor light-emitting device. It can also be applied to semiconductor light emitting devices.

本発明にあっては、従来と同じように3原色(RGB)表示用に3種類の発光素子を用意するだけで、4種類以上の色の表示が可能となる。即ち、NTSC比で120%より大きい色域を表現することができ、更には、NTSC比で130%より大きい色域を表現することができ、更には、NTSC比で140%より大きい色域を表現することができる。それ故、例えば、明るさを優先する場合や従来の映像ソースを表示する際にはRGBの3原色、色再現範囲を広げたい場合には3原色に加えて1種類以上の色を表示することができ、両者は、動作電流密度(具体的には、例えば、駆動電流波形等)の制御により容易に切り替えることができる。また、使用する発光素子はいずれの表示の場合も無駄にならず、部品点数の低減とコスト削減に役立つ。   In the present invention, it is possible to display four or more colors just by preparing three types of light emitting elements for displaying three primary colors (RGB) as in the conventional case. That is, a color gamut larger than 120% can be expressed by the NTSC ratio, a color gamut larger than 130% can be expressed by the NTSC ratio, and a color gamut larger than 140% by the NTSC ratio can be expressed. Can be expressed. Therefore, for example, when priority is given to brightness or when displaying a conventional video source, one or more colors are displayed in addition to the three primary colors if the color reproduction range is to be expanded. Both can be easily switched by controlling the operating current density (specifically, for example, a drive current waveform). Further, the light emitting element to be used is not wasted in any display, which is useful for reducing the number of parts and cost.

また、本発明において、活性層における第1GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層を配置することで、発光効率を低減させること無く、動作電流密度の増加に伴い発光波長を大きくシフトさせることができる。本発明者の実験によれば、GaN系半導体発光素子においては、電流密度の増加と共に、発光に寄与する井戸層が次第に第2GaN系化合物半導体層側の井戸層へと移行していくことが分かった。よって、低い電流密度において発光に寄与する位置に井戸層をより多く配分すれば、発光に関与する井戸層1つ当たりのキャリア濃度をより少なくすることができ、高い電流密度において発光に寄与する位置に井戸層を少なく配分すれば、発光に関与する井戸層1つ当たりのキャリア濃度をより高くすることができる。つまり、同じ動作電流密度の変化幅であっても、均等に井戸層を配分した場合よりも、発光に関与する井戸層1つ当たりのキャリア密度の変化幅をより大きくすることができる。GaN系半導体発光素子における波長シフトの主な要因は、局在発光中心のバンドフィリングとピエゾ電界によるクーロン遮蔽効果であり、これらはキャリア濃度に敏感に左右される。つまり、GaN系半導体発光素子において上述のような構造を採用することで、同じ動作電流密度の変化幅であっても、活性層内に均等に井戸層を配分した場合よりも、発光に関与する井戸層1つ当たりのキャリア密度の変化幅をより大きくすることができ、それによって、波長シフトをより大きくすることができる。従って、動作電流密度(あるいは、駆動電流)の制御に基づき、発光波長の調整、制御を行うことができるし、多色発光させる場合において少ない電流ピークの変化幅で大きな波長シフトを実現することができる。 In the present invention, d 1 the well layer density of the 1GaN based compound semiconductor layer side in the active layer, when the well layer density of the 2GaN based compound semiconductor layer side was d 2, satisfies d 1> d 2 By disposing the well layer in the active layer as described above, the emission wavelength can be greatly shifted as the operating current density increases without reducing the light emission efficiency. According to the experiments by the present inventors, in the GaN-based semiconductor light-emitting device, it is found that the well layer contributing to light emission gradually shifts to the well layer on the second GaN-based compound semiconductor layer side as the current density increases. It was. Therefore, if more well layers are allocated to positions that contribute to light emission at a low current density, the carrier concentration per well layer involved in light emission can be reduced, and positions that contribute to light emission at a high current density. If a small number of well layers are distributed, the carrier concentration per well layer involved in light emission can be increased. That is, even if the change width of the operating current density is the same, the change width of the carrier density per well layer involved in light emission can be made larger than when the well layers are evenly distributed. The main factors of the wavelength shift in the GaN-based semiconductor light-emitting device are the band filling of the local emission center and the Coulomb shielding effect by the piezoelectric field, which are sensitive to the carrier concentration. In other words, by adopting the above-described structure in the GaN-based semiconductor light-emitting element, even when the operating current density changes, the GaN-based semiconductor light-emitting element is more involved in light emission than when the well layers are evenly distributed in the active layer. The change width of the carrier density per well layer can be further increased, whereby the wavelength shift can be further increased. Therefore, the emission wavelength can be adjusted and controlled based on the control of the operating current density (or drive current), and a large wavelength shift can be realized with a small current peak change width in the case of multicolor emission. it can.

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.

実施例1は、本発明の第1の態様に係る画像表示装置に関する。以下、実施例1の画像表示装置を説明するが、それに先立ち、従来の構造を有するGaN系発光ダイオードの特性を調べた。尚、動作電流値は発光ダイオードの活性層面積(接合領域面積)によって標準的な値が変化する。例えば、300乃至350μm角の活性層面積(接合領域面積)を有するGaN系発光ダイオードの動作電流値は20mA程度であり、1mm角の活性層面積(接合領域面積)を有するGaN系発光ダイオードの動作電流値は350mA程度である。それ故、一般化するために、動作電流値を活性層面積(接合領域面積)で除した値である動作電流密度を用いて、以下、説明を行う。   Example 1 relates to an image display apparatus according to a first aspect of the present invention. Hereinafter, the image display device of Example 1 will be described. Prior to that, the characteristics of a GaN-based light emitting diode having a conventional structure were examined. The standard value of the operating current value varies depending on the active layer area (junction area) of the light emitting diode. For example, the operating current value of a GaN-based light emitting diode having an active layer area (junction region area) of 300 to 350 μm square is about 20 mA, and the operation of a GaN-based light emitting diode having an active layer area (junction region area) of 1 mm square. The current value is about 350 mA. Therefore, in order to generalize, the following description will be made using the operating current density which is a value obtained by dividing the operating current value by the active layer area (junction region area).

図27及び図28に、青色を発光するGaN系発光ダイオード及び緑色を発光するGaN系発光ダイオードの駆動電流密度に対する発光ピーク波長をプロットした。青色を発光するGaN系発光ダイオードにあっては、駆動電流密度の増加によって、僅かな波長シフトが存在するが、大幅に発光色が変わるほどではない。一方、緑色を発光するGaN系発光ダイオードにあっては、駆動電流密度の増加によって、大きく短波長側にシフトすることが分かる。駆動電流密度30A/cm2での発光ピーク波長はおおよそ520nmという緑色であるが、600A/cm2での発光ピーク波長は500nmというエメラルド色、3kA/cm2での発光ピーク波長は484nmという青緑色である。 27 and 28 plot the emission peak wavelength against the driving current density of the GaN-based light emitting diode that emits blue light and the GaN-based light emitting diode that emits green light. In a GaN-based light emitting diode that emits blue light, there is a slight wavelength shift due to an increase in drive current density, but the luminescent color is not significantly changed. On the other hand, it can be seen that GaN-based light emitting diodes emitting green light largely shift to the short wavelength side as the drive current density increases. The emission peak wavelength at a driving current density of 30 A / cm 2 is green at approximately 520 nm, but the emission peak wavelength at 600 A / cm 2 is emerald at 500 nm, and the emission peak wavelength at 3 kA / cm 2 is blue-green at 484 nm. It is.

実施例1の画像表示装置は、青色を発光する第1発光素子1Bを備えた第1画像表示装置、緑色を発光する第2発光素子1Gを備えた第2画像表示装置、及び、赤色を発光する第3発光素子1Rを備えた第3画像表示装置から構成されており、第1画像表示装置、第2画像表示装置及び第3画像表示装置から射出された青色、緑色及び赤色の光によって画像が形成される画像表示装置である。そして、第1発光素子1B、第2発光素子1G及び第3発光素子1Bの内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子1Aから構成されており、このGaN系半導体発光素子1Aは、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光する。   The image display apparatus of Example 1 includes a first image display apparatus including a first light emitting element 1B that emits blue light, a second image display apparatus including a second light emitting element 1G that emits green light, and red light emission. The third image display device is provided with a third light emitting element 1R, and an image is generated by blue, green, and red light emitted from the first image display device, the second image display device, and the third image display device. Is an image display device in which is formed. At least one of the first light emitting element 1B, the second light emitting element 1G, and the third light emitting element 1B is composed of a GaN-based semiconductor light-emitting element 1A. It emits light of different wavelengths based on different operating current densities.

具体的には、実施例1の画像表示装置は、第1Aの態様に係る画像表示装置に関し、図1に概念図を示すように、
(α)青色を発光する第1発光素子1Bが2次元マトリクス状に配列された第1発光素子パネル50Bから成る第1画像表示装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子1Gが2次元マトリクス状に配列された第2発光素子パネル50Gから成る第2画像表示装置、及び、
(γ)赤色を発光する第3発光素子1Rが2次元マトリクス状に配列された第3発光素子パネル50Rから成る第3画像表示装置、並びに、
(δ)第1発光素子パネル50B(第1画像表示装置)、第2発光素子パネル50G(第2画像表示装置)及び第3発光素子パネル50R(第3画像表示装置)から射出された青色、緑色及び赤色の光を1本の光路に纏めるための手段(例えば、ダイクロイック・プリズム57)、
を備えており、青色発光の第1発光素子1B、緑色発光の第2発光素子1G及び赤色発光の第3発光素子1Rのそれぞれの発光/非発光状態を制御するカラー表示の直視型あるいはプロジェクション型の画像表示装置である。ここで、発光素子パネル50R,50G,50Bから射出された光は、より具体的には、ダイクロイック・プリズム57に入射し、これらの光の光路は1本の光路に纏められ、直視型画像表示装置にあっては、直視され、あるいは又、プロジェクション型画像表示装置にあっては、投影レンズ56を経由して、スクリーンに投影される。
Specifically, the image display apparatus according to the first embodiment relates to the image display apparatus according to the aspect 1A, and as illustrated in a conceptual diagram in FIG.
(Α) a first image display device including a first light emitting element panel 50B in which first light emitting elements 1B emitting blue light are arranged in a two-dimensional matrix;
(Β) a second image display device including a second light emitting element panel 50G in which the second light emitting elements 1G emitting green light are arranged in a two-dimensional matrix, and
(Γ) a third image display device including a third light emitting element panel 50R in which the third light emitting elements 1R emitting red light are arranged in a two-dimensional matrix, and
(Δ) Blue light emitted from the first light emitting element panel 50B (first image display device), the second light emitting element panel 50G (second image display device), and the third light emitting element panel 50R (third image display device); Means (for example, dichroic prism 57) for collecting green and red light into one optical path;
A direct-view type or a projection type of color display for controlling the light emitting / non-light emitting states of the first light emitting element 1B for blue light emission, the second light emitting element 1G for green light emission and the third light emitting element 1R for red light emission. This is an image display device. Here, more specifically, the light emitted from the light emitting element panels 50R, 50G, and 50B is incident on the dichroic prism 57, and the optical paths of these lights are combined into a single optical path for direct view image display. In the apparatus, the image is directly viewed, or in the projection type image display apparatus, the image is projected onto the screen via the projection lens 56.

尚、特に断りの無い限り、発光素子パネルあるいは画像表示装置を構成する発光素子の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき、決定すればよい。以下の実施例においても同様である。また、発光素子パネル50R,50G,50Bの説明のために、単に、これらを纏めて発光素子パネル50と呼び、発光素子1B,1G,1Rの説明のために、単に、これらを纏めて発光素子1と呼ぶ場合がある。また、発光素子パネル50の構成要素を説明するとき、参照番号を用いて説明するが、発光素子パネル50B,50G,50Rの構成要素に関しては、その参照番号に「B」、「G」、「R」を付して読み換えればよい。   Unless otherwise specified, the number of light emitting elements constituting the light emitting element panel or the image display apparatus may be determined based on the specifications required for the image display apparatus. The same applies to the following embodiments. Further, for the description of the light emitting element panels 50R, 50G, and 50B, these are simply referred to as the light emitting element panel 50, and for the description of the light emitting elements 1B, 1G, and 1R, these are simply collectively referred to as the light emitting element. Sometimes called 1. In addition, when the constituent elements of the light emitting element panel 50 are described, description will be made using reference numerals. However, regarding the constituent elements of the light emitting element panels 50B, 50G, and 50R, the reference numerals “B”, “G”, “ What is necessary is just to replace with "R".

例えば、パッシブマトリックスタイプの発光素子パネルを含む回路図を図2の(A)に示し、発光素子1が2次元マトリクス状に配列された発光素子パネルの模式的な断面図を図2の(B)に示すが、各発光素子1の一方の電極(p型電極あるいはn型電極)はコラム・ドライバ41に接続され、各発光素子1の他方の電極(n型電極あるいはp型電極)はロウ・ドライバ42に接続されている。各発光素子1の発光/非発光状態の制御は、例えばロウ・ドライバ42によって行われ、コラム・ドライバ41から各発光素子1を駆動するための駆動電流が供給される。コラム・ドライバ41の機能の1つは、後述する駆動回路26の有する機能と同じである。各発光素子1の選択、駆動、それ自体は周知の方法とすることができるので、詳細な説明は省略する。   For example, a circuit diagram including a passive matrix light-emitting element panel is shown in FIG. 2A, and a schematic cross-sectional view of a light-emitting element panel in which the light-emitting elements 1 are arranged in a two-dimensional matrix is shown in FIG. ), One electrode (p-type electrode or n-type electrode) of each light-emitting element 1 is connected to a column driver 41, and the other electrode (n-type electrode or p-type electrode) of each light-emitting element 1 is connected to a row. -It is connected to the driver 42. The light emission / non-light emission state of each light emitting element 1 is controlled by, for example, the row driver 42, and a drive current for driving each light emitting element 1 is supplied from the column driver 41. One of the functions of the column driver 41 is the same as the function of the drive circuit 26 described later. Since the selection and driving of each light emitting element 1 can be a well-known method, detailed description is omitted.

また、例えば、アクティブマトリックスタイプの発光素子パネルを含む回路図を図3に示すが、各発光素子1の一方の電極(p型電極あるいはn型電極)はドライバ45に接続され、ドライバ45は、コラム・ドライバ43及びロウ・ドライバ44に接続されている。また、各発光素子1の他方の電極(n型電極あるいはp型電極)は接地線に接続されている。各発光素子1の発光/非発光状態の制御は、例えばロウ・ドライバ44によるドライバ45の選択によって行われ、コラム・ドライバ43から各発光素子1を駆動するための輝度信号がドライバ45に供給される。図示しない電源から所定の電圧がそれぞれのドライバ45に別途供給され、ドライバ45は輝度信号に応じた駆動電流(PDM制御やPWM制御に基づく)を発光素子1に供給する。コラム・ドライバ43の機能の1つは、後述する駆動回路26の有する機能と同じである。各発光素子1の選択、駆動、それ自体は周知の方法とすることができるので、詳細な説明は省略する。   For example, FIG. 3 shows a circuit diagram including an active matrix type light emitting element panel. One electrode (p-type electrode or n-type electrode) of each light emitting element 1 is connected to a driver 45, The column driver 43 and the row driver 44 are connected. The other electrode (n-type electrode or p-type electrode) of each light-emitting element 1 is connected to a ground line. The light emitting / non-light emitting state of each light emitting element 1 is controlled by, for example, selection of the driver 45 by the row driver 44, and a luminance signal for driving each light emitting element 1 is supplied from the column driver 43 to the driver 45. The A predetermined voltage is separately supplied to each driver 45 from a power source (not shown), and the driver 45 supplies a drive current (based on PDM control or PWM control) corresponding to the luminance signal to the light emitting element 1. One of the functions of the column driver 43 is the same as the function of the drive circuit 26 described later. Since the selection and driving of each light emitting element 1 can be a well-known method, detailed description is omitted.

発光素子パネル50は、例えば、プリント配線板から成る支持体51、支持体51に取り付けられた発光素子1、支持体51上に形成され、発光素子1の一方の電極(p型電極あるいはn型電極)に電気的に接続され、且つ、コラム・ドライバ41あるいはロウ・ドライバ42に接続されたX方向配線52、発光素子1の他方の電極(n型電極あるいはp型電極)に電気的に接続され、且つ、ロウ・ドライバ42あるいはコラム・ドライバ41に接続されたY方向配線53、発光素子1を覆う透明基材54、及び、透明基材54上に設けられたマイクロレンズ55から構成されている。但し、発光素子パネル50は、このような構成に限定されるものではない。   The light emitting element panel 50 is formed on, for example, a support 51 made of a printed wiring board, the light emitting element 1 attached to the support 51, and the support 51, and one electrode (p-type electrode or n-type) of the light emitting element 1. The X direction wiring 52 connected to the column driver 41 or the row driver 42 and the other electrode (n-type electrode or p-type electrode) of the light emitting element 1. And a Y-direction wiring 53 connected to the row driver 42 or the column driver 41, a transparent base material 54 covering the light emitting element 1, and a microlens 55 provided on the transparent base material 54. Yes. However, the light emitting element panel 50 is not limited to such a configuration.

実施例1にあっては、青色を発光する第1発光素子1B及び緑色を発光する第2発光素子1GがGaN系半導体発光素子(GaN系半導体発光ダイオード)から構成されており、赤色を発光する第3発光素子1RはAlInGaP系の化合物半導体発光ダイオードから構成されている。そして、緑色を発光する第2発光素子1Gを構成するGaN系半導体発光素子1Aが、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光する。青色を発光する第1発光素子1Bは、一定の動作電流密度に基づき一定波長の光を発光する。即ち、実施例1の画像表示装置は、3原色(RGB)表示用に3種類の発光素子1B,1G,1Rを用意するだけで、4種類の色の表示が可能である。   In Example 1, the first light-emitting element 1B that emits blue light and the second light-emitting element 1G that emits green light are composed of GaN-based semiconductor light-emitting elements (GaN-based semiconductor light-emitting diodes) and emit red light. The third light emitting element 1R is composed of an AlInGaP-based compound semiconductor light emitting diode. Then, the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A constituting the second light-emitting element 1G that emits green light emits light of different wavelengths based on different operating current densities. The first light emitting element 1B that emits blue light emits light of a certain wavelength based on a certain operating current density. That is, the image display apparatus according to the first embodiment can display four types of colors only by preparing three types of light emitting elements 1B, 1G, and 1R for displaying three primary colors (RGB).

具体的には、緑色を発光する第2発光素子1Gを構成するGaN系半導体発光素子1Aの発光波長をλ1(nm)及びλ2(nm)としたとき、λ1=520nm(緑色)、λ2=484nm(青緑色)である。図29に、発光強度と発光波長との関係を図示する。 Specifically, λ 1 = 520 nm (green), where λ 1 (nm) and λ 2 (nm) are the emission wavelengths of the GaN-based semiconductor light emitting device 1A constituting the second light emitting device 1G that emits green light, λ 2 = 484 nm (blue green). FIG. 29 illustrates the relationship between the emission intensity and the emission wavelength.

ここで、青色発光のGaN系半導体発光素子から成る第1発光素子1B、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子1G、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子から成る第3発光素子1Rを、図4に模式的に示すパルス電流で駆動したときの色再現範囲(色度図)を図5に示す。図4、図5に示す例にあっては、青色発光のGaN系半導体発光素子から成る第1発光素子1B、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子1G、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子から成る第3発光素子1Rのそれぞれは、1色を発光している。この状態にあっては、NTSC規格(破線で示す)をほぼ完全に表現しており、NTSC比は119%である。   Here, the first light emitting element 1B composed of a blue light emitting GaN based semiconductor light emitting element, the second light emitting element 1G composed of a green light emitting GaN based semiconductor light emitting element, and the third light emitting composed of a red light emitting AlGaInP based semiconductor light emitting element. FIG. 5 shows a color reproduction range (chromaticity diagram) when the element 1R is driven by the pulse current schematically shown in FIG. In the example shown in FIGS. 4 and 5, a first light emitting element 1B made of a blue light emitting GaN-based semiconductor light emitting element, a second light emitting element 1G made of a green light emitting GaN semiconductor light emitting element, and a red light emitting element. Each of the third light emitting elements 1R made of an AlGaInP-based semiconductor light emitting element emits one color. In this state, the NTSC standard (shown by a broken line) is almost completely expressed, and the NTSC ratio is 119%.

また、青色発光のGaN系半導体発光素子から成る第1発光素子1B、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子1G、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子から成る第3発光素子1Rを、図6に模式的に示すパルス電流で駆動したときの色再現範囲(色度図)を図7に示す。図6、図7に示す例にあっては、青色発光のGaN系半導体発光素子から成る第1発光素子1B、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子から成る第3発光素子1Rのそれぞれは、1色を発光している。一方、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子1Gは、上述したとおり、本来の緑色(発光波長λ1=520nm)の発光(図7において、「G−L」で示す)だけでなく、青緑色(発光波長λ2=484nm)も発光(図7において、「G−H」で示す)している。尚、緑色の発光及び青緑色の発光は、同時でなく時分割であるが、これらの発光の周期(図12の(B)におけるP1,P2を参照)を10ミリ秒以下とすることで、ちらつきを低減することができる。そして、このように、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Gを駆動するためのパルス駆動電流のピーク値を適宜設定することにより、図7に示すように、広い色域を実現することができる。尚、この状態にあっては、NTSC比は142%である。 Also, a first light emitting element 1B made of a blue light emitting GaN-based semiconductor light emitting element, a second light emitting element 1G made of a green light emitting GaN semiconductor light emitting element, and a third light emitting element made of a red light emitting AlGaInP semiconductor light emitting element. FIG. 7 shows a color reproduction range (chromaticity diagram) when 1R is driven by the pulse current schematically shown in FIG. In the example shown in FIGS. 6 and 7, each of the first light emitting element 1B composed of a blue light emitting GaN-based semiconductor light emitting element and the third light emitting element 1R composed of a red light emitting AlGaInP based semiconductor light emitting element, One color is emitted. On the other hand, as described above, the second light emitting element 1G composed of a green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element only emits the original green light (emission wavelength λ 1 = 520 nm) (indicated as “GL” in FIG. 7). In addition, blue-green (emission wavelength λ 2 = 484 nm) is also emitted (indicated as “GH” in FIG. 7). The green light emission and the blue-green light emission are not simultaneously but time-division, and the period of these light emission (see P 1 and P 2 in FIG. 12B) should be 10 milliseconds or less. Thus, flicker can be reduced. As described above, a wide color gamut can be realized as shown in FIG. 7 by appropriately setting the peak value of the pulse driving current for driving the green-emitting GaN-based semiconductor light emitting device 1G. In this state, the NTSC ratio is 142%.

更には、青色発光のGaN系半導体発光素子から成る第1発光素子1Bを、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光させ、即ち、本来の青色(発光波長λ1=460nm)の発光だけでなく、青色(発光波長λ2=455nm)をも発光させることで、図8に示すように、一層広い色域を実現することができる。 Furthermore, the first light emitting device 1B made of a blue light emitting GaN-based semiconductor light emitting device emits light of different wavelengths based on different operating current densities, that is, only the original blue light (emission wavelength λ 1 = 460 nm) is emitted. In addition, by emitting blue light (emission wavelength λ 2 = 455 nm), a wider color gamut can be realized as shown in FIG.

色域は種々の規格によりその色度点が異なり、例えばNTSC規格における青は(0.14,0.08)であるが、EBU規格においては(0.15,0.06)である。青色発光のGaN系半導体発光素子の色純度が十分高ければ両規格を共に内包する座標を色度として選択することができるが、多数のGaN系半導体発光素子を使用した場合のばらつきや、GaN系半導体発光素子における結晶品質によって、通常、両規格を完全に満たすことは極めて困難である。このような場合、上述したように、同一の青色発光のGaN系半導体発光素子において、動作電流密度を制御することで、NTSC規格の青色に近い青色を発光させることができるだけでなく、高い動作電流密度で駆動することで短波長化させ、EBU規格の青色に近い青色を発光させることができる。このように動作電流密度を変えるだけで、即座に所望の、且つ、広い色再現範囲を実現できるため、どちらかの色再現範囲を択一的に選択することは勿論、時分割駆動等によって2種類の青色を発光する多原色化(例えばR,G,B1,B2)を行うことができ、同時に、NTSC規格とEBU規格を満たすことが可能となる。 The color gamut has different chromaticity points depending on various standards. For example, blue in the NTSC standard is (0.14, 0.08), but in the EBU standard, it is (0.15, 0.06). If the color purity of the blue-emitting GaN-based semiconductor light-emitting device is sufficiently high, the coordinates that include both standards can be selected as chromaticity. Due to the crystal quality of semiconductor light emitting devices, it is usually very difficult to completely satisfy both standards. In such a case, as described above, in the same blue light emitting GaN-based semiconductor light emitting device, by controlling the operating current density, it is possible not only to emit blue light close to the NTSC standard blue, but also high operating current. By driving with density, the wavelength can be shortened, and blue light close to EBU standard blue light can be emitted. Since the desired and wide color reproduction range can be realized immediately by simply changing the operating current density in this way, it is of course possible to select either one of the color reproduction ranges as well as by time-division driving or the like. Multi- primary color emission (for example, R, G, B 1 , B 2 ) that emits various types of blue light can be performed, and at the same time, the NTSC standard and the EBU standard can be satisfied.

更には、青色発光のGaN系半導体発光素子から成る第1発光素子1B、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子1G、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子から成る第3発光素子1Rを、図9に模式的に示すパルス電流で駆動したときの色再現範囲(色度図)を図10に示す。図9、図10に示す例にあっては、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子から成る第3発光素子1Rは1色を発光している。一方、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子1Gは、本来の緑色(発光波長λ1=520nm)の発光だけでなく、青緑色(発光波長λ3=484nm)、及び、エメラルド色(発光波長λ2=500nm)も発光している。また、青色発光のGaN系半導体発光素子から成る第1発光素子1Bは、本来の青色(発光波長λ1=460nm)の発光だけでなく、青色(発光波長λ2=455nm)も発光している。これによって、図10に示すように、更に一層広い色域を実現することができる。尚、この状態にあっては、NTSC比は150%である。 Further, a first light emitting element 1B composed of a blue light emitting GaN-based semiconductor light emitting element, a second light emitting element 1G composed of a green light emitting GaN based semiconductor light emitting element, and a third light emitting element composed of a red light emitting AlGaInP based semiconductor light emitting element. FIG. 10 shows a color reproduction range (chromaticity diagram) when the element 1R is driven by the pulse current schematically shown in FIG. In the example shown in FIGS. 9 and 10, the third light emitting element 1R made of a red light emitting AlGaInP semiconductor light emitting element emits one color. On the other hand, the second light emitting element 1G composed of a green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element not only emits green light (emission wavelength λ 1 = 520 nm) but also blue green (emission wavelength λ 3 = 484 nm) and emerald. The color (emission wavelength λ 2 = 500 nm) also emits light. The first light emitting element 1B made of a blue light emitting GaN-based semiconductor light emitting element emits not only the original blue light (emission wavelength λ 1 = 460 nm) but also blue light (emission wavelength λ 2 = 455 nm). . As a result, a wider color gamut can be realized as shown in FIG. In this state, the NTSC ratio is 150%.

このように多色を用いる場合、従来の技術にあっては、各色に対応する複数種の発光ダイオードを必要とするが、実施例1にあっては、3種類の発光ダイオード、即ち、通常の、赤色を発光する発光ダイオード、緑色を発光する発光ダイオード、青色を発光する発光ダイオードだけを用意すればよい。また、多色用に各色の発光ダイオードを個別に用意した場合には、通常の3原色表示のときは使用しないため無駄になるが、実施例1にあっては、3原色表示の場合は3原色用光源として使用するので、無駄にならない。つまり、3原色表示用に3種類の発光ダイオードを用意することで、明るさを優先する場合や従来の映像ソースを表示する際には3原色、色再現範囲を広げたい場合は4色以上を表示することができ、両者は駆動電流波形により容易に切り替えることができる。即ち、通常、赤色/緑色/青色の3原色を前提とした映像の場合には3原色のままで、また、印刷媒体とのカラーマッチングや特に印象的な青緑色(新緑色やマリンブルー色、エメラルド色や翡翠色)を強調したい場合には、例えば、4原色あるいはそれ以上に切り替えることが可能となる。また、使用する発光ダイオードはいずれの表示の場合も無駄にならず、部品点数の低減とコスト削減に役立つ。尚、赤色発光の半導体発光素子として、AlGaInP系半導体発光素子の他、GaN系半導体発光素子を用いることもできる。以下の実施例においても同様である。   When using multiple colors in this way, the conventional technique requires a plurality of types of light emitting diodes corresponding to each color, but in Example 1, there are three types of light emitting diodes, that is, ordinary light emitting diodes. Only a light emitting diode emitting red light, a light emitting diode emitting green light, and a light emitting diode emitting blue light may be prepared. Further, when the light emitting diodes for each color are individually prepared for multiple colors, they are not used because they are not used in the normal three primary color display, but in the first embodiment, in the case of the three primary color display, there are three. Since it is used as a primary color light source, it is not wasted. In other words, by preparing three types of light emitting diodes for displaying three primary colors, when priority is given to brightness or when displaying a conventional video source, three primary colors and four or more colors should be used to expand the color reproduction range. Both can be displayed and can be easily switched by the drive current waveform. In other words, in the case of an image based on the three primary colors of red / green / blue, the three primary colors remain as they are, and color matching with a printing medium or particularly impressive blue-green (new green or marine blue, For example, when emphasizing emerald color or dark blue color), it is possible to switch to four primary colors or more. Further, the light emitting diode to be used is not wasted in any display, which helps to reduce the number of parts and the cost. As the red light emitting semiconductor light emitting element, in addition to the AlGaInP based semiconductor light emitting element, a GaN based semiconductor light emitting element can also be used. The same applies to the following embodiments.

ここで、このGaN系半導体発光素子(発光ダイオード)1Aは、本質的には任意の構成、構造を有するGaN系半導体発光素子とすることができるが、実施例1にあっては、
(A)n型の導電型を有する第1GaN系化合物半導体層13、
(B)井戸層、及び、井戸層と井戸層とを隔てる障壁層から成る多重量子井戸構造を有する活性層15、及び、
(C)p型の導電型を有する第2GaN系化合物半導体層17、
を備えており、
活性層15における第1GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層15における井戸層が配置されている。
Here, the GaN-based semiconductor light-emitting element (light-emitting diode) 1A can be essentially a GaN-based semiconductor light-emitting element having an arbitrary configuration and structure. In Example 1,
(A) a first GaN compound semiconductor layer 13 having n-type conductivity,
(B) an active layer 15 having a multiple quantum well structure including a well layer and a barrier layer separating the well layer and the well layer; and
(C) a second GaN compound semiconductor layer 17 having p-type conductivity,
With
D 1 The well layer density of the 1GaN based compound semiconductor layer side in the active layer 15, when the well layer density of the 2GaN based compound semiconductor layer side was d 2, the active layer 15 so as to satisfy d 1> d 2 The well layer in is arranged.

層構成を概念的に図11に示し、模式的な断面図を図12の(A)に示すように、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光する発光素子1を構成するGaN系半導体発光素子1Aは、より具体的には、サファイアから成る基板10上に、バッファ層11(厚さ30nm);アンドープのGaN層12(厚さ1μm);n型の導電型を有する第1GaN系化合物半導体層13(厚さ3μm);アンドープGaN層14(厚さ5nm);井戸層、及び、井戸層と井戸層とを隔てる障壁層から成る多重量子井戸構造を有する活性層15(井戸層及び障壁層の図示は省略);アンドープGaN層16(厚さ10nm);p型の導電型を有する第2GaN系化合物半導体層17(厚さ20nm);MgドープのGaN層(コンタクト層)18(厚さ100nm)が、順次、積層された構成、構造を有する。尚、図面にあっては、バッファ層11、アンドープのGaN層12、アンドープGaN層14、アンドープGaN層16、MgドープのGaN層18の図示を省略している場合がある。アンドープGaN層14は、その上に結晶成長させられる活性層15の結晶性向上のために設けられており、アンドープGaN層16は、第2GaN系化合物半導体層17中のドーパント(例えば、Mg)が活性層15内に拡散することを防止するために設けられている。   The layer structure is conceptually shown in FIG. 11, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. 12A, and the GaN-based semiconductor constituting the light-emitting element 1 that emits light of different wavelengths based on different operating current densities. More specifically, the light emitting device 1A includes a buffer layer 11 (thickness 30 nm); an undoped GaN layer 12 (thickness 1 μm); a first GaN compound having an n-type conductivity type on a substrate 10 made of sapphire. Semiconductor layer 13 (thickness 3 μm); undoped GaN layer 14 (thickness 5 nm); active layer 15 (well layer and barrier) having a well layer and a barrier layer separating the well layer from the well layer Layer not shown); undoped GaN layer 16 (thickness 10 nm); second GaN-based compound semiconductor layer 17 (thickness 20 nm) having p-type conductivity; Mg-doped GaN layer (contact layer) 18 ( A thickness of 100 nm) has a structure and a structure that are sequentially stacked. In the drawings, the buffer layer 11, the undoped GaN layer 12, the undoped GaN layer 14, the undoped GaN layer 16, and the Mg-doped GaN layer 18 may be omitted. The undoped GaN layer 14 is provided to improve the crystallinity of the active layer 15 on which crystals are grown, and the undoped GaN layer 16 has a dopant (for example, Mg) in the second GaN compound semiconductor layer 17. It is provided to prevent diffusion into the active layer 15.

そして、このようなGaN系半導体発光素子1Aがサブマウント21に固定され、GaN系半導体発光素子1Aは、サブマウント21に設けられた配線(図示せず)、金線23Aを介して外部電極23Bに電気的に接続され、外部電極23Bは駆動回路26に電気的に接続されている。また、サブマウント21はリフレクターカップ24に取り付けられ、リフレクターカップ24はヒートシンク25に取り付けられている。更には、GaN系半導体発光素子1Aの上方にはプラスチックレンズ22が配置され、プラスチックレンズ22とGaN系半導体発光素子1Aとの間には、GaN系半導体発光素子1Aから射出される光に対して透明なエポキシ樹脂(屈折率:例えば1.5)、ゲル状材料[例えば、Nye社の商品名OCK−451(屈折率:1.51)、商品名OCK−433(屈折率:1.46)]、シリコーンゴム、シリコーンオイルコンパウンドといったオイルコンパウンド材料[例えば、東芝シリコーン株式会社の商品名TSK5353(屈折率:1.45)]で例示される光透過媒体層(図示せず)が充填されている。   Such a GaN-based semiconductor light-emitting element 1A is fixed to the submount 21, and the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A is connected to the external electrode 23B via a wiring (not shown) provided on the submount 21 and a gold wire 23A. The external electrode 23B is electrically connected to the drive circuit 26. The submount 21 is attached to the reflector cup 24, and the reflector cup 24 is attached to the heat sink 25. Further, a plastic lens 22 is disposed above the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A, and the light emitted from the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A is interposed between the plastic lens 22 and the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A. Transparent epoxy resin (refractive index: 1.5, for example), gel material [for example, trade name OCK-451 (refractive index: 1.51) of Nye, trade name OCK-433 (refractive index: 1.46) ], An oil compound material such as silicone rubber or silicone oil compound [for example, TSK5353 (refractive index: 1.45) of Toshiba Silicone Co., Ltd.] is filled with a light transmission medium layer (not shown). .

そして、活性層15における第1GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層15における井戸層が配置されている。活性層15を構成する多重量子井戸構造の詳細を、以下の表1に示す。尚、表1中、井戸層の厚さ及び障壁層の厚さの値の右側の括弧内の数字は、活性層15における第1GaN系化合物半導体層側界面(より具体的には、実施例1にあっては、アンドープGaN層14と活性層15との界面)からの積算厚さを示す。 Then, d 1 the well layer density of the 1GaN based compound semiconductor layer side in the active layer 15, when the well layer density of the 2GaN based compound semiconductor layer side was d 2, activity so as to satisfy d 1> d 2 A well layer in the layer 15 is arranged. Details of the multiple quantum well structure constituting the active layer 15 are shown in Table 1 below. In Table 1, the numbers in parentheses on the right side of the values of the well layer thickness and the barrier layer thickness are the first GaN-based compound semiconductor layer side interface in the active layer 15 (more specifically, Example 1). 2 shows the integrated thickness from the interface between the undoped GaN layer 14 and the active layer 15.

[表1]

Figure 2007080998
[Table 1]
Figure 2007080998

実施例1にあっては、活性層15の総厚をt0とし、活性層15における第1GaN系化合物半導体層側界面(より具体的には、実施例1にあっては、アンドープGaN層14と活性層15との界面)から厚さ(t0/3)までの活性層第1領域AR1内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面(より具体的には、実施例1にあっては、アンドープGaN層16と活性層15との界面)から厚さ(2t0/3)までの活性層第2領域AR2内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層15における井戸層が配置されている。 In Example 1, the total thickness of the active layer 15 is t 0, and the first GaN-based compound semiconductor layer side interface in the active layer 15 (more specifically, in Example 1, the undoped GaN layer 14 the thickness from the interface) of the active layer 15 (t 0/3) d 1 of the well layer density in the active layer a first region AR 1 up, the 2GaN based compound semiconductor layer side interface (more specifically, in example 1, when the thickness from the interface) between the undoped GaN layer 16 and the active layer 15 (2t 0/3) the well layer density in the active layer within the second region AR 2 up to and d 2, The well layer in the active layer 15 is arranged so as to satisfy d 1 > d 2 .

また、実施例1にあっては、活性層第1領域AR1と活性層第2領域AR2に跨って1つ井戸層(厚さtIF=3nm,第5井戸層)が存在する。従って、活性層第1領域AR1に含まれる井戸層の数をWL1、活性層第2領域AR2に含まれる井戸層の数をWL2(但し、井戸層の総数WL=WL1+WL2)とし、活性層第1領域AR1内のみに含まれる井戸層の数をWL’1、活性層第2領域AR2内のみに含まれる井戸層の数をWL’2とし、活性層第1領域AR1と活性層第2領域AR2に跨った井戸層における活性層第1領域AR1に含まれる厚さを厚さtIF-1、活性層第2領域AR2に含まれる厚さを厚さtIF-2(tIF=tIF-1+tIF-2)としたとき、
ΔWL1=tIF-1/tIF=7/9
ΔWL2=tIF-2/tIF=2/9
であり、
WL1=WL’1+ΔWL1=4+7/9
WL2=WL’2+ΔWL2=5+2/9
である。従って、井戸層密度d1及び井戸層密度d2を式(1−1)、式(1−2)から求めると、以下のとおりとなる。
In the first embodiment, there is one well layer (thickness t IF = 3 nm, fifth well layer) straddling the active layer first region AR 1 and the active layer second region AR 2 . Accordingly, the number of well layers included in the active layer first region AR 1 is WL 1 , and the number of well layers included in the active layer second region AR 2 is WL 2 (where the total number of well layers WL = WL 1 + WL 2 ), The number of well layers included only in the active layer first region AR 1 is WL ′ 1 , and the number of well layers included only in the active layer second region AR 2 is WL ′ 2 . The thickness included in the active layer first region AR 1 in the well layer straddling the region AR 1 and the active layer second region AR 2 is the thickness t IF-1 and the thickness included in the active layer second region AR 2. When the thickness is t IF-2 (t IF = t IF-1 + t IF-2 ),
ΔWL 1 = t IF-1 / t IF = 7/9
ΔWL 2 = t IF-2 / t IF = 2/9
And
WL 1 = WL ′ 1 + ΔWL 1 = 4 + 7/9
WL 2 = WL ′ 2 + ΔWL 2 = 5 + 2/9
It is. Therefore, when the well layer density d 1 and the well layer density d 2 are obtained from the formulas (1-1) and (1-2), they are as follows.

[実施例1]
1=(WL1/WL)/(t1/t0
={(4+7/9)/10}/{(50+1/3)/151}
=1.43
2=(WL2/WL)/(t2/t0
={(5+2/9)/10}/{(100+2/3)/151}
=0.78
[Example 1]
d 1 = (WL 1 / WL) / (t 1 / t 0 )
= {(4 + 7/9) / 10} / {(50 + 1/3) / 151}
= 1.43
d 2 = (WL 2 / WL) / (t 2 / t 0 )
= {(5 + 2/9) / 10} / {(100 + 2/3) / 151}
= 0.78

比較のために、表1に比較例1として示す活性層を有するGaN系半導体発光素子を作製した。   For comparison, a GaN-based semiconductor light-emitting element having an active layer shown in Table 1 as Comparative Example 1 was produced.

尚、実施例1及び比較例1のGaN系半導体発光素子にあっては、評価のために、また、製造工程の簡略のために、リソグラフィ工程及びエッチング工程に基づき、n型の導電型を有する第1GaN系化合物半導体層13を部分的に露出させ、MgドープのGaN層18上にAg/Niから成るp型電極19Bを形成し、第1GaN系化合物半導体層13の上にTi/Alから成るn型電極19Aを形成し、これらのn型電極19A及びp型電極19Bにプルーブで針立てを行い、駆動電流を供給し、基板10の裏面から放射される光を検出した。この状態を、図13の概念図を示す。また、GaN系半導体発光素子1Aを上から眺めた模式図を図14の(A)に示し、図14の(A)の矢印B−Bに沿った模式的な断面図(但し、斜線は省略)を図14の(B)に示す。実施例1及び比較例1のGaN系半導体発光素子にあっては、活性層面積(接合領域面積)を6×10-4cm2とした。従って、GaN系半導体発光素子の動作電流密度とは、動作電流値を活性層面積(接合領域面積)である6×10-4cm2で除した値となる。例えば、図14に示すGaN系半導体発光素子1Aに20mAの駆動電流を流した場合の動作電流密度は33A/cm2と算出される。また、例えば図15に示すようなGaN系半導体発光素子1Aが直列に接続された状態にあっても、動作電流密度は33A/cm2と算出される。 Note that the GaN-based semiconductor light-emitting elements of Example 1 and Comparative Example 1 have n-type conductivity based on the lithography process and the etching process for evaluation and for the sake of simplification of the manufacturing process. The first GaN-based compound semiconductor layer 13 is partially exposed to form a p-type electrode 19B made of Ag / Ni on the Mg-doped GaN layer 18, and the Ti-Al made of Ti / Al on the first GaN-based compound semiconductor layer 13. The n-type electrode 19A was formed, and the n-type electrode 19A and the p-type electrode 19B were probed with a probe, a drive current was supplied, and light emitted from the back surface of the substrate 10 was detected. This state is shown in the conceptual diagram of FIG. Further, a schematic view of the GaN-based semiconductor light emitting element 1A viewed from above is shown in FIG. 14A, and a schematic cross-sectional view taken along the arrow BB in FIG. ) Is shown in FIG. In the GaN-based semiconductor light emitting devices of Example 1 and Comparative Example 1, the active layer area (junction region area) was set to 6 × 10 −4 cm 2 . Accordingly, the operating current density of the GaN-based semiconductor light-emitting element is a value obtained by dividing the operating current value by 6 × 10 −4 cm 2 which is the active layer area (junction region area). For example, the operating current density when a driving current of 20 mA is passed through the GaN-based semiconductor light emitting device 1A shown in FIG. 14 is calculated as 33 A / cm 2 . For example, even when the GaN-based semiconductor light emitting devices 1A as shown in FIG. 15 are connected in series, the operating current density is calculated to be 33 A / cm 2 .

比較例1における井戸層密度d1及び井戸層密度d2を式(1−1)、式(1−2)から求めると、以下のとおりとなる。 When the well layer density d 1 and the well layer density d 2 in Comparative Example 1 are obtained from the formulas (1-1) and (1-2), they are as follows.

[比較例1]
1=(WL1/WL)/(t1/t0
={(3+1/3)/10}/(49/147)
=1.00
2=(WL2/WL)/(t2/t0
={(6+2/3)/10}/(98/147)
=1.00
[Comparative Example 1]
d 1 = (WL 1 / WL) / (t 1 / t 0 )
= {(3 + 1/3) / 10} / (49/147)
= 1.00
d 2 = (WL 2 / WL) / (t 2 / t 0 )
= {(6 + 2/3) / 10} / (98/147)
= 1.00

GaN系半導体発光素子の動作電流密度と光出力との関係を測定した結果を、図16に示すが、実施例1のGaN系半導体発光素子1Aの光出力は、従来のGaN系半導体発光素子である比較例1と同程度である。   FIG. 16 shows the measurement result of the relationship between the operating current density of the GaN-based semiconductor light-emitting device and the light output. The light output of the GaN-based semiconductor light-emitting device 1A of Example 1 is the same as that of the conventional GaN-based semiconductor light-emitting device. It is the same level as a certain comparative example 1.

更には、GaN系半導体発光素子の動作電流密度と発光ピーク波長の関係を、図17に示す。動作電流密度を0.1A/cm2から300A/cm2へと増加させると、比較例1にあっては、Δλ=−19nmであるのに対して、実施例1にあっては、Δλ=−31nmと、大きな発光波長シフトが実現されている。即ち、例えば、動作電流密度を0.1A/cm2とした場合には緑色(発光波長530nm)の発光が得られ、動作電流密度を10A/cm2とした場合には緑色(発光波長518nm)の発光が得られ、動作電流密度を300A/cm2とした場合には青緑色(発光波長499nm)の発光が得られる。 Furthermore, the relationship between the operating current density of the GaN-based semiconductor light-emitting element and the emission peak wavelength is shown in FIG. When the operating current density is increased from 0.1 A / cm 2 to 300 A / cm 2 , Δλ = −19 nm in Comparative Example 1, whereas Δλ = 19 nm in Example 1. A large emission wavelength shift of -31 nm is realized. That is, for example, when the operating current density is 0.1 A / cm 2 , green light (emission wavelength 530 nm) is obtained, and when the operating current density is 10 A / cm 2 , green light (emission wavelength 518 nm) is obtained. When the operating current density is 300 A / cm 2 , blue-green (emission wavelength 499 nm) emission is obtained.

尚、このようなGaN系半導体発光素子1Aの発光波長の制御は駆動電流のピーク電流値I1,I2で行う方法を採用すればよい。また、GaN系半導体発光素子1Aの発光量の制御は、駆動電流のパルス幅制御で行えばよいし、あるいは又、駆動電流のパルス密度制御で行えばよいし、あるいは又、これらの組合せで行えばよい。以下の実施例にあっても同様とすることができる。 The control of the emission wavelength of such GaN based semiconductor light emitting device 1A may be employed a method of performing at peak current value I 1, I 2 of the drive current. The light emission amount of the GaN-based semiconductor light emitting element 1A may be controlled by controlling the pulse width of the driving current, or may be controlled by controlling the pulse density of the driving current, or may be controlled by a combination thereof. Just do it. The same applies to the following embodiments.

具体的には、図12の(B)に示すように、或る発光波長λ1を得るときの駆動電流のピーク電流値をI1、駆動電流のパルス幅をP1、発光波長λ2(<λ1)を得るときの駆動電流のピーク電流値をI2(<I1)、駆動電流のパルス幅をP2としたとき、
(1)駆動電流のピーク電流値I1,I2を制御することによって、GaN系半導体発光素子1Aからの射出光の発光波長λを制御することができ、
(2)駆動電流のパルス幅P1、パルス幅P2を制御することによって(駆動電流のパルス幅制御)、GaN系半導体発光素子1Aからの射出光の全体としての発光色を制御することができ、更には、
(3)GaN系半導体発光素子1Aの1パルス周期TPの長さ(パルス幅)を制御することによって(駆動電流のパルス幅制御)、GaN系半導体発光素子1Aからの射出光の発光量(明るさ、輝度)を制御することができ、及び/又は、
(3’)GaN系半導体発光素子1Aの動作の1動作周期TOP中における1パルス周期TPの数(パルス密度)を制御することによって(駆動電流のパルス密度制御)、GaN系半導体発光素子1Aからの射出光の発光量(明るさ、輝度)を制御することができる。
Specifically, as shown in FIG. 12B, the peak current value of the drive current when obtaining a certain emission wavelength λ 1 is I 1 , the pulse width of the drive current is P 1 , and the emission wavelength λ 2 ( When the peak current value of the drive current when <λ 1 ) is obtained is I 2 (<I 1 ), and the pulse width of the drive current is P 2 ,
(1) By controlling the peak current values I 1 and I 2 of the drive current, the emission wavelength λ of the light emitted from the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A can be controlled,
(2) By controlling the pulse width P 1 and the pulse width P 2 of the drive current (pulse width control of the drive current), it is possible to control the emission color as a whole of the light emitted from the GaN-based semiconductor light emitting device 1A. Yes, and
(3) (pulse width control of driving current) by controlling the length of one pulse period T P of the GaN-based semiconductor light emitting device 1A (pulse width), the light emission amount of the light emitted from the GaN-based semiconductor light emitting device 1A ( Brightness and brightness) and / or
(3 ') (pulse density control of driving current) by controlling the number (pulse density) in one pulse period T P in one operation during period T OP of the operation of the GaN-based semiconductor light emitting device 1A, the GaN-based semiconductor light-emitting element The amount of light emitted from 1A (brightness, luminance) can be controlled.

後述する実施例にあっても、GaN系半導体発光素子1Aの発光波長の制御、及び、GaN系半導体発光素子1Aの発光量の制御は、同様の方法で行えばよい。   Even in the examples described later, the control of the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A and the control of the light emission amount of the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A may be performed by the same method.

尚、活性層15の総厚をt0とし、活性層15における第1GaN系化合物半導体層側界面(より具体的には、アンドープGaN層14と活性層15との界面)から厚さ(t0/2)までの活性層第1領域AR1内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面(より具体的には、アンドープGaN層16と活性層15との界面)から厚さ(t0/2)までの活性層第2領域AR2内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層15における井戸層が配置されているとした場合の、井戸層密度d1及び井戸層密度d2を式(1−1)、式(1−2)から求めると、以下のとおりとなる。 Note that the total thickness of the active layer 15 is t 0, and the thickness (t 0 ) from the first GaN-based compound semiconductor layer side interface (more specifically, the interface between the undoped GaN layer 14 and the active layer 15) in the active layer 15. / 2), the density of the well layer in the active layer first region AR 1 is d 1 , the thickness from the second GaN compound semiconductor layer side interface (more specifically, the interface between the undoped GaN layer 16 and the active layer 15). is (t 0/2) of the well layer density in the active layer within the second region AR 2 up when the d 2, when the well layer in the active layer 15 so as to satisfy d 1> d 2 is arranged In this case, the well layer density d 1 and the well layer density d 2 are obtained from the equations (1-1) and (1-2) as follows.

[実施例1相当]
1=(WL1/WL)/(t1/t0
=(6/10)/{(75+1/2)/151}
=1.20
2=(WL2/WL)/(t2/t0
=(4/10)/{(75+1/2)/151}
=0.78
[Equivalent to Example 1]
d 1 = (WL 1 / WL) / (t 1 / t 0 )
= (6/10) / {(75 + 1/2) / 151}
= 1.20
d 2 = (WL 2 / WL) / (t 2 / t 0 )
= (4/10) / {(75 + 1/2) / 151}
= 0.78

[比較例1相当]
1=(WL1/WL)/(t1/t0
=(5/10)/{(73+1/2)/147}
=1.00
2=(WL2/WL)/(t2/t0
=(5/10)/{(73+1/2)/147}
=1.00
[Comparative example 1 equivalent]
d 1 = (WL 1 / WL) / (t 1 / t 0 )
= (5/10) / {(73 + 1/2) / 147}
= 1.00
d 2 = (WL 2 / WL) / (t 2 / t 0 )
= (5/10) / {(73 + 1/2) / 147}
= 1.00

また、活性層15の総厚をt0とし、活性層15における第1GaN系化合物半導体層側界面(より具体的には、アンドープGaN層14と活性層15との界面)から厚さ(2t0/3)までの活性層第1領域AR1内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面(より具体的には、アンドープGaN層16と活性層15との界面)から厚さ(t0/3)までの活性層第2領域AR2内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層15における井戸層が配置されているとした場合の、井戸層密度d1及び井戸層密度d2を式(1−1)、式(1−2)から求めると、以下のとおりとなる。 Further, the total thickness of the active layer 15 is t 0, and the thickness (2t 0 ) from the first GaN-based compound semiconductor layer side interface (more specifically, the interface between the undoped GaN layer 14 and the active layer 15) in the active layer 15. / 3) the well layer density in the active layer first region AR 1 is d 1 , the thickness from the second GaN compound semiconductor layer side interface (more specifically, the interface between the undoped GaN layer 16 and the active layer 15). is (t 0/3) the well layer density in the active layer within the second region AR 2 up when the d 2, when the well layer in the active layer 15 so as to satisfy d 1> d 2 is arranged In this case, the well layer density d 1 and the well layer density d 2 are obtained from the equations (1-1) and (1-2) as follows.

[実施例1相当]
1=(WL1/WL)/(t1/t0
=(7/10)/{(100+2/3)/151}
=1.05
2=(WL2/WL)/(t2/t0
=(3/10)/{(50+1/3)/151}
=0.90
[Equivalent to Example 1]
d 1 = (WL 1 / WL) / (t 1 / t 0 )
= (7/10) / {(100 + 2/3) / 151}
= 1.05
d 2 = (WL 2 / WL) / (t 2 / t 0 )
= (3/10) / {(50 + 1/3) / 151}
= 0.90

[比較例1相当]
1=(WL1/WL)/(t1/t0
={(6+2/3)/10}/(98/147)
=1.00
2=(WL2/WL)/(t2/t0
={(3+1/3)/10}/(49/147)
=1.00
[Comparative example 1 equivalent]
d 1 = (WL 1 / WL) / (t 1 / t 0 )
= {(6 + 2/3) / 10} / (98/147)
= 1.00
d 2 = (WL 2 / WL) / (t 2 / t 0 )
= {(3 + 1/3) / 10} / (49/147)
= 1.00

以上のとおり、いずれの場合にあっても、実施例1に相当する場合、d1>d2を満足するように活性層15における井戸層が配置されている。 As described above, in any case, in the case corresponding to Example 1, the well layer in the active layer 15 is arranged so as to satisfy d 1 > d 2 .

実施例1における駆動回路26は、図12の(A)に示すように、制御部27と、駆動電流の供給源である駆動電流源28と、所定のパルス信号を生成するパルス生成回路29と、ドライバ30とを備えている。ここで、駆動電流源28、パルス生成回路29及びドライバ30が、GaN系半導体発光素子1Aにパルス駆動電流を供給するパルス駆動電流供給手段に相当する。また、制御部27が、パルス駆動電流のパルス幅及びパルス密度を設定するパルス駆動電流設定手段に相当する。   As shown in FIG. 12A, the drive circuit 26 according to the first embodiment includes a control unit 27, a drive current source 28 that is a drive current supply source, and a pulse generation circuit 29 that generates a predetermined pulse signal. The driver 30 is provided. Here, the drive current source 28, the pulse generation circuit 29, and the driver 30 correspond to pulse drive current supply means for supplying a pulse drive current to the GaN-based semiconductor light emitting device 1A. The control unit 27 corresponds to pulse driving current setting means for setting the pulse width and pulse density of the pulse driving current.

そして、駆動回路26にあっては、制御部27の制御下、駆動電流のピーク電流値I1,I2を駆動電流源28から出力する。併せて、制御部27の制御下、GaN系半導体発光素子1Aの1パルス周期TPの長さ(パルス幅)を制御し、しかも、GaN系半導体発光素子1Aの動作の1動作周期TOP中における1パルス周期TPの数(パルス密度)を制御するために、パルス生成回路29からパルス信号を出力する。そして、これらの駆動電流及びパルス信号を受け取ったドライバ30においては、駆動電流源28から送出された駆動電流に対して、パルス生成回路29から送出されたパルス信号に基づいてパルス変調が施され、このパルス駆動電流がGaN系半導体発光素子1Aに供給される。これによって、GaN系半導体発光素子1Aの発光波長の制御、及び、GaN系半導体発光素子1Aの発光量の制御が行われる。 In the drive circuit 26, the peak current values I 1 and I 2 of the drive current are output from the drive current source 28 under the control of the control unit 27. In addition, under control of the control unit 27 controls the length of one pulse period T P of the GaN-based semiconductor light emitting device 1A (pulse width), yet that one operation period T OP of the operation of the GaN-based semiconductor light emitting device 1A to control the number of one pulse period T P (pulse density) in, and outputs a pulse signal from the pulse generating circuit 29. In the driver 30 that has received these drive current and pulse signal, the drive current sent from the drive current source 28 is subjected to pulse modulation based on the pulse signal sent from the pulse generation circuit 29, and This pulse driving current is supplied to the GaN-based semiconductor light emitting device 1A. As a result, the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A is controlled, and the light emission amount of the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A is controlled.

以下、実施例1のGaN系半導体発光素子1Aの製造方法の概要を説明する。   The outline of the method for manufacturing the GaN-based semiconductor light emitting device 1A of Example 1 will be described below.

[工程−100]
先ず、C面を主面とするサファイアを基板10として使用し、水素から成るキャリアガス中、基板温度1050゜Cで10分間の基板クリーニングを行った後、基板温度を500゜Cまで低下させる。そして、MOCVD法に基づき、窒素原料であるアンモニアガスを供給しながら、ガリウム原料であるトリメチルガリウム(Trimethygallium, TMG)ガスの供給を行い、低温GaNから成る厚さ30nmのバッファ層11を基板10の上に結晶成長させた後、TMGガスの供給を中断する。
[Step-100]
First, sapphire having a C-plane as a main surface is used as the substrate 10, and after performing substrate cleaning for 10 minutes at a substrate temperature of 1050 ° C. in a carrier gas composed of hydrogen, the substrate temperature is lowered to 500 ° C. Then, based on the MOCVD method, while supplying ammonia gas, which is a nitrogen source, trimethyl gallium (TMG) gas, which is a gallium source, is supplied, and a buffer layer 11 made of low-temperature GaN having a thickness of 30 nm is formed on the substrate 10. After the crystal is grown above, the supply of TMG gas is interrupted.

[工程−110]
次いで、基板温度を1020゜Cまで上昇させた後、再び、TMGガスの供給を開始することで、厚さ1μmのアンドープのGaN層12をバッファ層11上に結晶成長させ、引き続き、シリコン原料であるモノシラン(SiH4)ガスの供給を開始することで、SiドープのGaN(GaN:Si)から成り、n型の導電型を有する厚さ3μmの第1GaN系化合物半導体層13を、アンドープのGaN層12上に結晶成長させる。尚、ドーピング濃度は、約5×1018/cm3である。
[Step-110]
Next, after raising the substrate temperature to 1020 ° C., the supply of TMG gas is started again to grow an undoped GaN layer 12 having a thickness of 1 μm on the buffer layer 11. By supplying a certain monosilane (SiH 4 ) gas, the first GaN-based compound semiconductor layer 13 made of Si-doped GaN (GaN: Si) and having an n-type conductivity and having a thickness of 3 μm is formed into undoped GaN. Crystals are grown on the layer 12. The doping concentration is about 5 × 10 18 / cm 3 .

[工程−120]
その後、一旦、TMGガスとSiH4ガスの供給を中断し、キャリアガスを水素ガスから窒素ガスに切り替えると共に、基板温度を750゜Cまで低下させる。そして、Ga原料としてトリエチルガリウム(Triethylgallium, TEG)ガス、In原料としてトリメチルインジウム(Trimethylindium, TMI)ガスを使用し、バルブ切り替えによりこれらのガスの供給を行うことで、先ず最初に、厚さ5nmアンドープGaN層14を結晶成長させ、引き続き、InGaNから成る井戸層、及び、GaNから成る障壁層から構成された多重量子井戸構造を有する活性層15を形成する。尚、井戸層におけるIn組成割合は、例えば0.23であり、発光波長λ515nmに相当する。井戸層におけるIn組成割合は、所望とする発光波長に基づき決定すればよい。多重量子井戸構造の詳細は、例えば、表1に示したとおりである。
[Step-120]
Thereafter, the supply of TMG gas and SiH 4 gas is temporarily interrupted, the carrier gas is switched from hydrogen gas to nitrogen gas, and the substrate temperature is lowered to 750 ° C. Then, triethylgallium (TEG) gas is used as a Ga raw material, and trimethylindium (TMI) gas is used as an In raw material, and these gases are supplied by switching valves. The GaN layer 14 is crystal-grown, and subsequently, an active layer 15 having a multiple quantum well structure composed of a well layer made of InGaN and a barrier layer made of GaN is formed. The In composition ratio in the well layer is, for example, 0.23, which corresponds to the emission wavelength λ515 nm. The In composition ratio in the well layer may be determined based on a desired emission wavelength. The details of the multiple quantum well structure are as shown in Table 1, for example.

[工程−130]
多重量子井戸構造の形成完了後、引き続き、アンドープの10nmのGaN層16を成長させながら基板温度を800゜Cまで上昇させ、Al原料としてトリメチルアルミニウム(Trimethylaluminium, TMA)ガス、Mg原料としてビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Biscyclopentadienyl Magnesium, Cp2Mg)ガスの供給を開始することで、MgドープAl組成割合0.20のAlGaN(AlGaN:Mg)から成り、p型の導電型を有する厚さ20nmの第2GaN系化合物半導体層17を結晶成長させる。尚、ドーピング濃度は、約5×1019/cm3である。
[Step-130]
After completing the formation of the multi-quantum well structure, the substrate temperature is raised to 800 ° C. while growing an undoped 10 nm GaN layer 16, and trimethylaluminum (TMA) gas is used as the Al source, and biscyclopenta is used as the Mg source. By starting supply of dienylmagnesium (Biscyclopentadienyl Magnesium, Cp 2 Mg) gas, a 20 nm-thick 20 μm-thick p-type conductive layer composed of AlGaN (AlGaN: Mg) with an Mg-doped Al composition ratio of 0.20 The 2GaN compound semiconductor layer 17 is crystal-grown. The doping concentration is about 5 × 10 19 / cm 3 .

[工程−140]
その後、TEGガス、TMAガス、Cp2Mgガスの供給中断と共に、キャリアガスを窒素から水素に切り替え、850゜Cまで基板温度を上昇させ、TMGガスとCp2Mgガスの供給を開始することで、厚さ100nmのMgドープのGaN層(GaN:Mg)18を第2GaN系化合物半導体層17の上に結晶成長させる。尚、ドーピング濃度は、約5×1019/cm3である。その後、TMGガス及びCp2Mgガスの供給中止と共に基板温度を低下させ、基板温度600゜Cでアンモニアガスの供給を中止し、室温まで基板温度を下げて結晶成長を完了させる。
[Step-140]
After that, with the interruption of the supply of TEG gas, TMA gas, and Cp 2 Mg gas, the carrier gas is switched from nitrogen to hydrogen, the substrate temperature is increased to 850 ° C., and the supply of TMG gas and Cp 2 Mg gas is started. Then, an Mg-doped GaN layer (GaN: Mg) 18 having a thickness of 100 nm is grown on the second GaN-based compound semiconductor layer 17. The doping concentration is about 5 × 10 19 / cm 3 . Thereafter, the substrate temperature is lowered at the same time as the supply of TMG gas and Cp 2 Mg gas is stopped, the supply of ammonia gas is stopped at the substrate temperature of 600 ° C., and the substrate temperature is lowered to room temperature to complete the crystal growth.

ここで、活性層15の成長後の基板温度TMAXに関しては、発光波長をλnmとしたとき、TMAX<1350−0.75λ(゜C)、好ましくは、TMAX<1250−0.75λ(゜C)を満足している。このような活性層15の成長後の基板温度TMAXを採用することで、特開2002−319702でも述べられているように、活性層15の熱的な劣化を抑制することができる。 Here, regarding the substrate temperature T MAX after the growth of the active layer 15, when the emission wavelength is λ nm, T MAX <1350-0.75λ (° C.), preferably T MAX <1250-0.75λ ( ° C) is satisfied. By adopting the substrate temperature T MAX after the growth of the active layer 15 as described above, as described in JP-A-2002-319702, thermal degradation of the active layer 15 can be suppressed.

こうして結晶成長を完了した後、基板を窒素ガス雰囲気中で800゜C、10分間のアニール処理を行ってp型不純物(p型ドーパント)の活性化を行う。その後、通常のLEDのウェハプロセス、チップ化工程と同様に、フォトリソグラフィ工程やエッチング工程、金属蒸着によるp型電極、n型電極の形成工程を経て、ダイシングによりチップ化を行い、更に、樹脂モールド、パッケージ化を行うことで、砲弾型や面実装型といった種々の発光ダイオードを作製することができる。   After crystal growth is thus completed, the substrate is annealed at 800 ° C. for 10 minutes in a nitrogen gas atmosphere to activate p-type impurities (p-type dopants). Then, in the same way as the normal LED wafer process and chip forming process, the chip is formed by dicing through the photolithography process, etching process, p-type electrode and metal n-type electrode forming process, and resin mold. By packaging, various light emitting diodes such as a shell type and a surface mount type can be manufactured.

実施例2は、実施例1の変形である。実施例2におけるGaN系半導体発光素子1Aにあっては、第1GaN系化合物半導体層13と活性層15との間(より具体的には、実施例2にあっては、第1GaN系化合物半導体層13とアンドープGaN層14との間)に、In原子を含有する下地層が形成されており、活性層15と第2GaN系化合物半導体層17との間(より具体的には、実施例2にあっては、アンドープGaN層16と第2GaN系化合物半導体層17との間)に、p型ドーパントを含有する超格子構造層が形成されている。このような構成にすることで、発光効率の一層の向上と動作電圧の一層の低下を図りつつ、高い動作電流密度における一層安定したGaN系半導体発光素子1Aの動作を達成することができる。   The second embodiment is a modification of the first embodiment. In the GaN-based semiconductor light emitting device 1A according to the second embodiment, between the first GaN-based compound semiconductor layer 13 and the active layer 15 (more specifically, in the second embodiment, the first GaN-based compound semiconductor layer). 13 and the undoped GaN layer 14), an underlayer containing In atoms is formed. Between the active layer 15 and the second GaN-based compound semiconductor layer 17 (more specifically, in Example 2) In this case, a superlattice structure layer containing a p-type dopant is formed between the undoped GaN layer 16 and the second GaN-based compound semiconductor layer 17. With such a configuration, it is possible to achieve a more stable operation of the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A at a high operating current density while further improving the light emission efficiency and further reducing the operating voltage.

ここで、下地層は、In組成割合が0.03の厚さ150nmのSiドープInGaN層から成る。ドーピング濃度は5×1018/cm3である。一方、超格子構造層は、厚さ2.4nmのAlGaN層(Mgドーピング)と厚さ1.6nmのGaN層(Mgドーピング)とを5周期積層した超格子構造を有する。尚、AlGaN層におけるAl組成割合は0.15である。また、超格子構造層が含有するp型ドーパントの濃度は、5×1019/cm3である。 Here, the underlayer is composed of a 150 nm thick Si-doped InGaN layer having an In composition ratio of 0.03. The doping concentration is 5 × 10 18 / cm 3 . On the other hand, the superlattice structure layer has a superlattice structure in which an AlGaN layer (Mg doping) having a thickness of 2.4 nm and a GaN layer (Mg doping) having a thickness of 1.6 nm are stacked in five periods. The Al composition ratio in the AlGaN layer is 0.15. The concentration of the p-type dopant contained in the superlattice structure layer is 5 × 10 19 / cm 3 .

以上の点を除き、実施例2におけるGaN系半導体発光素子1Aは、実施例1におけるGaN系半導体発光素子1Aと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A in Example 2 has the same configuration and structure as the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A in Example 1, and thus detailed description thereof is omitted.

実施例3も、実施例1の変形である。具体的には、実施例3の画像表示装置は、第1Bの態様に係る画像表示装置に関し、図18に概念図を示すように、
(α)GaN系半導体発光素子から成り、青色を発光する第1発光素子101B、及び、青色を発光する第1発光素子101Bから射出された射出光の通過/非通過を制御するための第1光通過制御装置[一種のライト・バルブであり、例えば、高温ポリシリコンタイプの薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置58Bやデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)から構成され、以下の説明においても同様である]から成る第1画像表示装置、
(β)GaN系半導体発光素子から成り、緑色を発光する第2発光素子101G、及び、緑色を発光する第2発光素子101Gから射出された射出光の通過/非通過を制御するための第2光通過制御装置(例えば、液晶表示装置58G)から成る第2画像表示装置、及び、
(γ)例えば、AlGaInP系半導体発光素子やGaN系半導体発光素子から成り、赤色を発光する第3発光素子101R、及び、赤色を発光する第3発光素子101Rから射出された射出光の通過/非通過を制御するための第3光通過制御装置(例えば、液晶表示装置58R)から成る第3画像表示装置、並びに、
(δ)第1光通過制御装置58B、第2光通過制御装置58G及び第3光通過制御装置58Rを通過した光を1本の光路に纏めるための手段(ダイクロイック・プリズム57)、
を備えており、
光通過制御装置58B,58G,58Rによってこれらの発光素子から射出された射出光の通過/非通過を制御することで画像を表示するカラー表示の画像表示装置(直視型あるいはプロジェクション型)である。
The third embodiment is also a modification of the first embodiment. Specifically, the image display apparatus according to the third embodiment relates to the image display apparatus according to the mode 1B, and as illustrated in a conceptual diagram in FIG.
(Α) A first light-emitting element 101B that is composed of a GaN-based semiconductor light-emitting element and controls the passage / non-passage of the emitted light emitted from the first light-emitting element 101B that emits blue light and the first light-emitting element 101B that emits blue light. From a light passage control device [a kind of light valve, which is composed of, for example, a liquid crystal display device 58B including a high-temperature polysilicon type thin film transistor and a digital micromirror device (DMD), and the same applies to the following description) A first image display device comprising:
(Β) a second light-emitting element 101G that is composed of a GaN-based semiconductor light-emitting element and controls the passage / non-passage of the emitted light emitted from the second light-emitting element 101G that emits green light and the second light-emitting element 101G that emits green light. A second image display device comprising a light passage control device (for example, a liquid crystal display device 58G), and
(Γ) For example, an AlGaInP-based semiconductor light-emitting device or a GaN-based semiconductor light-emitting device is used, and the passage / non-transmission of light emitted from the third light-emitting device 101R that emits red light and the third light-emitting device 101R that emits red light. A third image display device comprising a third light passage control device (for example, a liquid crystal display device 58R) for controlling the passage, and
(Δ) means (dichroic prism 57) for collecting the light that has passed through the first light passage control device 58B, the second light passage control device 58G, and the third light passage control device 58R into one optical path;
With
This is a color display image display device (direct view type or projection type) that displays an image by controlling passage / non-passage of the emitted light emitted from these light emitting elements by the light passage control devices 58B, 58G, 58R.

尚、第1発光素子101B、第2発光素子101G、第3発光素子101Rの数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき、決定すればよく、1又は複数とすることができ、図示した例では、それぞれ、1つである。また、第1発光素子101B、第2発光素子101G、第3発光素子101Rから射出された射出光を光通過制御装置58B,58G,58Rへと案内するための手段(光案内部材59B,59G,59R)として、導光部材、マイクロレンズアレイ、ミラーや反射板、集光レンズを例示することができる。   Note that the number of the first light emitting element 101B, the second light emitting element 101G, and the third light emitting element 101R may be determined based on specifications required for the image display apparatus, and may be one or more. In the example, each is one. Further, means for guiding the light emitted from the first light emitting element 101B, the second light emitting element 101G, and the third light emitting element 101R to the light passage control devices 58B, 58G, 58R (light guide members 59B, 59G, Examples of 59R) include a light guide member, a microlens array, a mirror, a reflector, and a condenser lens.

ここで、実施例1と同様に、青色を発光する第1発光素子101B及び赤色を発光する第3発光素子101Rは、それぞれ、1色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子101Gは2色を発光する構成(合計、4色を発光する構成)とすることもできるし、青色を発光する第1発光素子101B及び赤色を発光する第3発光素子101Rは、それぞれ、1色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子101Gは3色を発光する構成(合計、5色を発光する構成)とすることもできるし、赤色を発光する第3発光素子101Rは1色を発光し、青色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第1発光素子101B及び緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子101Gは2色を発光する構成(合計、5色を発光する構成)とすることもできるし、赤色を発光する第3発光素子101Rは1色を発光し、青色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第1発光素子101Bは2色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子101Gは3色を発光する構成(合計、6色を発光する構成)とすることもできる。2色以上を発光するGaN系半導体発光素子1Aは、実施例1あるいは実施例2において説明したGaN系半導体発光素子1Aと同じ構成、構造とすればよい。   Here, as in Example 1, the first light emitting element 101B that emits blue light and the third light emitting element 101R that emits red light each include a GaN-based semiconductor light emitting element 1A that emits one color and emits green light. The second light-emitting element 101G can be configured to emit two colors (total four-color configuration). The first light-emitting element 101B that emits blue light and the third light-emitting element 101R that emits red light are: Each of the second light emitting elements 101G, which emits one color and is composed of the green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element 1A, can be configured to emit three colors (a total of five colors), or red. The third light-emitting element 101R that emits light emits one color, and the second light-emitting element includes the first light-emitting element 101B including the blue-emitting GaN-based semiconductor light-emitting element 1A and the green light-emitting GaN-based semiconductor light-emitting element 1A. 101G can be configured to emit two colors (a total of five colors), or the third light emitting element 101R that emits red light emits one color and emits blue light. The first light-emitting element 101B made of the material emits two colors, and the second light-emitting element 101G made of the green light-emitting GaN-based semiconductor light-emitting element 1A emits three colors (a structure that emits six colors in total). You can also. The GaN-based semiconductor light-emitting element 1A that emits two or more colors may have the same configuration and structure as the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A described in the first or second embodiment.

尚、図19に概念図を示すように、第1Dの態様に係る画像表示装置とすることもできる。この画像表示装置は、具体的には、
(α)青色を発光する第1発光素子101Bを備えた第1画像表示装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子101Gを備えた第2画像表示装置、及び、
(γ)赤色を発光する第3発光素子101Rを備えた第3画像表示装置、並びに、
(δ)第1画像表示装置、第2画像表示装置及び第3画像表示装置から射出された光を1本の光路に纏めるための手段(ダイクロイック・プリズム57)、更には、
(ε)1本の光路に纏めるための手段(ダイクロイック・プリズム57から射出された光の通過/非通過を制御するための光通過制御装置(液晶表示装置58)、
を備えており、
光通過制御装置58によってこれらの発光素子101B,101G,101Rから射出された射出光の通過/非通過を制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像表示装置(直視型あるいはプロジェクション型)である。
In addition, as shown in a conceptual diagram in FIG. 19, an image display device according to the 1D mode can be provided. Specifically, this image display device is
(Α) a first image display device including a first light emitting element 101B that emits blue light;
(Β) a second image display device including a second light emitting element 101G that emits green light, and
(Γ) a third image display device including a third light emitting element 101R that emits red, and
(Δ) means (dichroic prism 57) for collecting the light emitted from the first image display device, the second image display device, and the third image display device into one optical path;
(Ε) Means for grouping into one optical path (light passage control device (liquid crystal display device 58) for controlling passage / non-passage of light emitted from the dichroic prism 57,
With
A field sequential type color display image display device (direct view type or direct view type) that displays an image by controlling the passage / non-passage of the light emitted from the light emitting elements 101B, 101G, 101R by the light passage control device 58. Projection type).

この第1Dの態様に係る画像表示装置にあっては、発光素子101R,101G,101Bから射出された光は、ダイクロイック・プリズム57に入射し、これらの光の光路は1本の光路に纏められ、ダイクロイック・プリズム57から射出したこれらの光は光通過制御装置58によって通過/非通過が制御され、直視型画像表示装置にあっては、直視され、あるいは又、プロジェクション型画像表示装置にあっては、投影レンズ56を経由して、スクリーンに投影される。   In the image display device according to the first D aspect, the light emitted from the light emitting elements 101R, 101G, and 101B enters the dichroic prism 57, and the optical paths of these lights are combined into one optical path. These light beams emitted from the dichroic prism 57 are controlled to pass / non-pass by the light passage control device 58. In the direct view type image display device, the light is directly seen or in the projection type image display device. Is projected onto the screen via the projection lens 56.

実施例4も、実施例1の変形である。具体的には、実施例4の画像表示装置は、第1Cの態様に係る画像表示装置に関し、図20に概念図を示すように、
(α)青色を発光する第1発光素子1Bが2次元マトリクス状に配列された第1発光素子パネル50B、及び、第1発光素子パネル50Bから射出された射出光の通過/非通過を制御するための青色光通過制御装置(液晶表示装置58B)から成る第1画像表示装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子1Gが2次元マトリクス状に配列された第2発光素子パネル50G、及び、第2発光素子パネル50Gから射出された射出光の通過/非通過を制御するための緑色光通過制御装置(液晶表示装置58G)から成る第2画像表示装置、
(γ)赤色を発光する第3発光素子1Rが2次元マトリクス状に配列された第3発光素子パネル50R、及び、第3発光素子パネル50Rから射出された射出光の通過/非通過を制御するための赤色光通過制御装置(液晶表示装置58R)から成る第3画像表示装置、並びに、
(δ)青色光通過制御装置58B、緑色光通過制御装置58G及び赤色光通過制御装置58Rを通過した光を1本の光路に纏めるための手段(ダイクロイック・プリズム57)を備えており、
光通過制御装置58B,58G,58Rによってこれらの第1発光素子パネル50B、第2発光素子パネル50G及び第3発光素子パネル50Rから射出された射出光の通過/非通過を制御することで画像を表示するカラー表示の画像表示装置(直視型あるいはプロジェクション型)である。
The fourth embodiment is also a modification of the first embodiment. Specifically, the image display apparatus of Example 4 relates to the image display apparatus according to the first C aspect, and as illustrated in a conceptual diagram in FIG.
(Α) The first light emitting element panel 50B in which the first light emitting elements 1B emitting blue light are arranged in a two-dimensional matrix, and the passage / non-passage of the emitted light emitted from the first light emitting element panel 50B are controlled. A first image display device comprising a blue light passage control device (liquid crystal display device 58B) for
(Β) Controls the second light emitting element panel 50G in which the second light emitting elements 1G emitting green light are arranged in a two-dimensional matrix, and the passage / non-passage of the light emitted from the second light emitting element panel 50G. A second image display device comprising a green light passage control device (liquid crystal display device 58G) for
(Γ) The third light emitting element panel 50R in which the third light emitting elements 1R emitting red light are arranged in a two-dimensional matrix, and the passage / non-passage of the light emitted from the third light emitting element panel 50R are controlled. A third image display device comprising a red light passage control device (liquid crystal display device 58R), and
(Δ) includes means (dichroic prism 57) for collecting the light that has passed through the blue light passage control device 58B, the green light passage control device 58G, and the red light passage control device 58R into one optical path;
The light passing control devices 58B, 58G, and 58R control the passage / non-passing of the emitted light emitted from the first light emitting element panel 50B, the second light emitting element panel 50G, and the third light emitting element panel 50R, thereby displaying an image. This is a color display image display device (direct view type or projection type).

この第1Cの態様に係る画像表示装置にあっては、発光素子パネル50R,50G,50Bから射出された光は、光通過制御装置58R,58G,58Bによって通過/非通過が制御され、ダイクロイック・プリズム57に入射し、これらの光の光路は1本の光路に纏められ、直視型画像表示装置にあっては、直視され、あるいは又、プロジェクション型画像表示装置にあっては、投影レンズ56を経由して、スクリーンに投影される。発光素子パネル50R,50G,50Bの構成、構造は、図2の(B)を参照して説明した発光素子パネル50の構成、構造と同じとすることができるので、詳細な説明は省略する。   In the image display device according to the first C mode, the light emitted from the light emitting element panels 50R, 50G, and 50B is controlled to pass / non-pass by the light passage control devices 58R, 58G, and 58B. The light path is incident on the prism 57, and the optical paths of these lights are combined into a single optical path. In a direct-view image display apparatus, the light path is viewed directly, or in a projection-type image display apparatus, a projection lens 56 is provided. And projected on the screen. The configuration and structure of the light emitting element panels 50R, 50G, and 50B can be the same as the configuration and structure of the light emitting element panel 50 described with reference to FIG.

ここで、実施例1と同様に、青色を発光する第1発光素子1B及び赤色を発光する第3発光素子1Rは、それぞれ、1色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子1Gは2色を発光する構成(合計、4色を発光する構成)とすることもできるし、青色を発光する第1発光素子1B及び赤色を発光する第3発光素子1Rは、それぞれ、1色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子1Gは3色を発光する構成(合計、5色を発光する構成)とすることもできるし、赤色を発光する第3発光素子1Rは1色を発光し、青色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第1発光素子1B及び緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子1Gは2色を発光する構成(合計、5色を発光する構成)とすることもできるし、赤色を発光する第3発光素子1Rは1色を発光し、青色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第1発光素子1Bは2色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子1Gは3色を発光する構成(合計、6色を発光する構成)とすることもできる。2色以上を発光するGaN系半導体発光素子1Aは、実施例1あるいは実施例2において説明したGaN系半導体発光素子1Aと同じ構成、構造とすればよい。   Here, as in Example 1, the first light emitting element 1B that emits blue light and the third light emitting element 1R that emits red light each include a GaN-based semiconductor light emitting element 1A that emits one color and emits green light. The second light-emitting element 1G can be configured to emit two colors (total four-color configuration). The first light-emitting element 1B that emits blue light and the third light-emitting element 1R that emits red light are: Each of the second light emitting elements 1G, which emits one color and is composed of a green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element 1A, can be configured to emit three colors (a total of five colors), or red. The third light-emitting element 1R that emits light emits one color, and the first light-emitting element 1B composed of the blue-emitting GaN-based semiconductor light-emitting element 1A and the second light-emitting element 1G composed of the green-emitting GaN-based semiconductor light-emitting element 1A have two colors. Configuration that emits light (total The third light emitting element 1R that emits red light emits one color, and the first light emitting element 1B composed of the blue light emitting GaN-based semiconductor light emitting element 1A emits two colors. The second light-emitting element 1G including the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A that emits light and emits green light can also be configured to emit three colors (a total of six colors). The GaN-based semiconductor light-emitting element 1A that emits two or more colors may have the same configuration and structure as the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A described in the first or second embodiment.

尚、図21に概念図を示すように、第1Eの態様に係る画像表示装置とすることもできる。この画像表示装置は、具体的には、
(α)青色を発光する第1発光素子1Bが2次元マトリクス状に配列された第1発光素子パネル50Bから成る第1画像表示装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子1Gが2次元マトリクス状に配列された第2発光素子パネル50Gから成る第2画像表示装置、及び、
(γ)赤色を発光する第3発光素子1Rが2次元マトリクス状に配列された第3発光素子パネル50Rから成る第3画像表示装置、並びに、
(δ)第1画像表示装置(第1発光素子パネル50B)、第2画像表示装置(第2発光素子パネル50G)及び第3画像表示装置(第3発光素子パネル50R)のそれぞれから射出された光を1本の光路に纏めるための手段(ダイクロイック・プリズム57)、更には、
(ε)1本の光路に纏めるための手段(ダイクロイック・プリズム57)から射出された光の通過/非通過を制御するための光通過制御装置(液晶表示装置58)、
を備えており、
光通過制御装置58によってこれらの発光素子パネルから射出された射出光の通過/非通過を制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像表示装置(直視型あるいはプロジェクション型)である。
In addition, as shown in a conceptual diagram in FIG. 21, the image display device according to the 1E mode may be used. Specifically, this image display device is
(Α) a first image display device including a first light emitting element panel 50B in which first light emitting elements 1B emitting blue light are arranged in a two-dimensional matrix;
(Β) a second image display device including a second light emitting element panel 50G in which the second light emitting elements 1G emitting green light are arranged in a two-dimensional matrix, and
(Γ) a third image display device including a third light emitting element panel 50R in which the third light emitting elements 1R emitting red light are arranged in a two-dimensional matrix, and
(Δ) emitted from each of the first image display device (first light emitting element panel 50B), the second image display device (second light emitting element panel 50G), and the third image display device (third light emitting element panel 50R). Means (dichroic prism 57) for collecting light into one optical path,
(Ε) a light passage control device (liquid crystal display device 58) for controlling passage / non-passage of light emitted from a means (dichroic prism 57) for gathering in one optical path;
With
A field-sequential color display image display device (direct view type or projection type) that displays an image by controlling passage / non-passage of light emitted from these light emitting element panels by a light passage control device 58. is there.

この第1Eの態様に係る画像表示装置にあっては、発光素子パネル50R,50G,50Bから射出された光は、ダイクロイック・プリズム57に入射し、これらの光の光路は1本の光路に纏められ、ダイクロイック・プリズム57から射出したこれらの光は光通過制御装置58によって通過/非通過が制御され、直視型画像表示装置にあっては、直視され、あるいは又、プロジェクション型画像表示装置にあっては、投影レンズ56を経由して、スクリーンに投影される。発光素子パネル50R,50G,50Bの構成、構造は、図2の(B)を参照して説明した発光素子パネル50の構成、構造と同じとすることができるので、詳細な説明は省略する。   In the image display device according to the first aspect, the light emitted from the light emitting element panels 50R, 50G, and 50B is incident on the dichroic prism 57, and the optical paths of these lights are combined into one optical path. These light beams emitted from the dichroic prism 57 are controlled to pass / non-pass by the light passage control device 58. In the direct view type image display device, the light is directly seen or is not suitable for the projection type image display device. Then, it is projected onto the screen via the projection lens 56. The configuration and structure of the light emitting element panels 50R, 50G, and 50B can be the same as the configuration and structure of the light emitting element panel 50 described with reference to FIG.

実施例5は、本発明の第2の態様に係る画像表示装置に関する。実施例5の画像表示装置は、青色を発光する第1発光素子、緑色を発光する第2発光素子、及び、赤色を発光する第3発光素子から構成された、カラー画像を表示するための発光素子ユニットUNが、2次元マトリクス状に配列されて成る画像表示装置である。そして、第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、このGaN系半導体発光素子は、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光する。   Example 5 relates to an image display device according to a second aspect of the present invention. The image display device according to the fifth embodiment includes a first light emitting element that emits blue light, a second light emitting element that emits green light, and a third light emitting element that emits red light. This is an image display device in which the element units UN are arranged in a two-dimensional matrix. At least one of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light-emitting element, and the GaN-based semiconductor light-emitting element has different operating current densities. Based on this, light of different wavelengths is emitted.

尚、このような画像表示装置にあっては、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光するGaN系半導体発光素子は、実施例1あるいは実施例2において説明したGaN系半導体発光素子1Aとすればよく、その他の発光素子を、GaN系半導体発光素子、あるいは、例えば、赤色を発光する発光素子をAlInGaP系の化合物半導体発光ダイオードから構成してもよい。   In such an image display device, the GaN-based semiconductor light-emitting element that emits light of different wavelengths based on different operating current densities is the same as the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A described in the first or second embodiment. The other light-emitting elements may be composed of GaN-based semiconductor light-emitting elements, or, for example, red light-emitting elements may be composed of AlInGaP-based compound semiconductor light-emitting diodes.

実施例5の画像表示装置にあっても、従来と同じように3原色(RGB)表示用に3種類の発光素子を用意するだけで4種類以上の色の表示が可能となる。例えば、明るさを優先する場合や従来の映像ソースを表示する際にはRGBの3原色、色再現範囲を広げたい場合には3原色に加えて1種類以上の色を表示することができ、両者は、駆動電流波形等により容易に切り替えることができる。また、使用するGaN系半導体発光素子はいずれの表示の場合も無駄にならず、部品点数の低減とコスト削減に役立つ。   Even in the image display apparatus according to the fifth embodiment, it is possible to display four or more colors just by preparing three types of light emitting elements for displaying three primary colors (RGB) as in the conventional case. For example, when priority is given to brightness or when displaying a conventional video source, one or more colors can be displayed in addition to the three primary colors in order to expand the color reproduction range. Both can be easily switched by a drive current waveform or the like. In addition, the GaN-based semiconductor light-emitting element to be used is not wasted in any display, which helps to reduce the number of parts and the cost.

ここで、実施例5の画像表示装置として、例えば、以下に説明する構成、構造の画像表示装置を挙げることができる。尚、発光素子ユニットUNの数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき、決定すればよい。   Here, examples of the image display apparatus according to the fifth embodiment include an image display apparatus having a configuration and a structure described below. The number of light emitting element units UN may be determined based on specifications required for the image display device.

[1]第2Aの態様に係る画像表示装置及び第2Bの態様に係る画像表示装置
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子のそれぞれの発光/非発光状態を制御することで、各発光素子の発光状態を直接的に視認させることで画像を表示する、パッシブマトリックスタイプあるいはアクティブマトリックスタイプの直視型のカラー表示の画像表示装置、及び、第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子のそれぞれの発光/非発光状態を制御し、スクリーンに投影することで画像を表示する、パッシブマトリックスタイプあるいはアクティブマトリックスタイプのプロジェクション型のカラー表示の画像表示装置。
[1] Image display device according to aspect 2A and image display device according to aspect 2B By controlling the light emitting / non-light emitting states of the first light emitting element, the second light emitting element, and the third light emitting element, Passive matrix type or active matrix type direct-view type color display image display device that directly displays the light emission state of each light emitting element, and the first light emitting element, the second light emitting element, and the first light emitting element A passive matrix type or active matrix type projection type color display image display device that controls the light emission / non-light emission state of each of the three light emitting elements and displays the image by projecting it onto a screen.

例えば、このようなアクティブマトリックスタイプの直視型のカラー表示の画像表示装置を構成する発光素子パネルを含む回路図を図22に示すが、各発光素子1(図22においては、赤色を発光する発光素子を「R」で示し、緑色を発光するGaN系半導体発光素子を「G」で示し、青色を発光するGaN系半導体発光素子を「B」で示す)の一方の電極(p型電極あるいはn型電極)はドライバ45に接続され、ドライバ45は、コラム・ドライバ43及びロウ・ドライバ44に接続されている。また、各発光素子1の他方の電極(n型電極あるいはp型電極)は接地線に接続されている。各発光素子1の発光/非発光状態の制御は、例えばロウ・ドライバ44によるドライバ45の選択によって行われ、コラム・ドライバ43から各発光素子1を駆動するための輝度信号がドライバ45に供給される。図示しない電源から所定の電圧がそれぞれのドライバ45に別途供給され、ドライバ45は輝度信号に応じた駆動電流(PDM制御やPWM制御に基づく)を発光素子1に供給する。コラム・ドライバ43の機能の1つは、実施例1における駆動回路26の有する機能と同じである。赤色を発光する発光素子R、緑色を発光するGaN系半導体発光素子G、青色を発光するGaN系半導体発光素子Bの選択は、ドライバ45によって行われ、これらの赤色を発光する発光素子R、緑色を発光するGaN系半導体発光素子G、青色を発光するGaN系半導体発光素子Bのそれぞれの発光/非発光状態は時分割制御されてもよく、あるいは又、同時に発光されてもよい。各発光素子1の選択、駆動、それ自体は周知の方法とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、直視型画像表示装置にあっては、直視され、あるいは又、プロジェクション型画像表示装置にあっては、投影レンズを経由して、スクリーンに投影される。   For example, FIG. 22 shows a circuit diagram including a light-emitting element panel constituting such an active matrix type direct-view type color display image display device. Each light-emitting element 1 (in FIG. 22, light emission that emits red light) is shown. The element is indicated by “R”, the GaN-based semiconductor light-emitting element emitting green light is indicated by “G”, and the GaN-based semiconductor light-emitting element emitting blue light is indicated by “B”) (p-type electrode or n Type electrode) is connected to a driver 45, and the driver 45 is connected to a column driver 43 and a row driver 44. The other electrode (n-type electrode or p-type electrode) of each light-emitting element 1 is connected to a ground line. The light emitting / non-light emitting state of each light emitting element 1 is controlled by, for example, selection of the driver 45 by the row driver 44, and a luminance signal for driving each light emitting element 1 is supplied from the column driver 43 to the driver 45. The A predetermined voltage is separately supplied to each driver 45 from a power source (not shown), and the driver 45 supplies a drive current (based on PDM control or PWM control) corresponding to the luminance signal to the light emitting element 1. One of the functions of the column driver 43 is the same as the function of the drive circuit 26 in the first embodiment. The light emitting element R that emits red light, the GaN-based semiconductor light emitting element G that emits green light, and the GaN-based semiconductor light emitting element B that emits blue light are selected by the driver 45, and the light emitting element R that emits red light, green The light emission / non-light emission states of the GaN-based semiconductor light-emitting element G that emits blue light and the GaN-based semiconductor light-emitting element B that emits blue light may be time-division controlled, or may be simultaneously emitted. Since the selection and driving of each light emitting element 1 can be a well-known method, detailed description is omitted. In the direct-view image display device, it is directly viewed, or in the projection-type image display device, it is projected onto the screen via a projection lens.

[2]第2Cの態様に係る画像表示装置
2次元マトリクス状に配列された発光素子ユニットUNからの射出光の通過/非通過を制御するための光通過制御装置(例えば、液晶表示装置)を備えており、発光素子ユニットUNにおける第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子のそれぞれの発光/非発光状態を時分割制御し、更に、光通過制御装置によって第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子から射出された射出光の通過/非通過を制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の直視型あるいはプロジェクション型画像表示装置。
[2] Image display device according to 2C mode A light passage control device (for example, a liquid crystal display device) for controlling passage / non-passage of light emitted from the light emitting element units UN arranged in a two-dimensional matrix A light-emitting / non-light-emitting state of each of the first light-emitting element, the second light-emitting element, and the third light-emitting element in the light-emitting element unit UN is controlled in a time-sharing manner. A field-sequential color display direct-view or projection-type image display device that displays an image by controlling passage / non-passage of light emitted from the second light-emitting element and the third light-emitting element.

このようなパッシブマトリックスタイプの画像表示装置を構成する発光素子パネルを含む回路図は、図2の(A)に示したと同様であるし、アクティブマトリックスタイプの画像表示装置を構成する発光素子パネルを含む回路図は、図22に示したと同様であるので、詳細な説明は省略する。また、発光素子1が2次元マトリクス状に配列された発光素子パネル50等の概念図を図23に示すが、発光素子パネル50から射出された光は投影レンズ56を経由して、スクリーンに投影され、あるいは又、直視される。発光素子パネル50の構成、構造は、図2の(B)を参照して説明した発光素子パネル50の構成、構造と同じとすることができるので、詳細な説明は省略する。   The circuit diagram including the light emitting element panel constituting such a passive matrix type image display device is the same as that shown in FIG. 2A, and the light emitting element panel constituting the active matrix type image display device is the same as that shown in FIG. The circuit diagram to be included is the same as that shown in FIG. FIG. 23 shows a conceptual diagram of the light emitting element panel 50 and the like in which the light emitting elements 1 are arranged in a two-dimensional matrix. Light emitted from the light emitting element panel 50 is projected onto the screen via the projection lens 56. Or alternatively, it is viewed directly. The configuration and structure of the light-emitting element panel 50 can be the same as the configuration and structure of the light-emitting element panel 50 described with reference to FIG.

ここで、実施例1と同様に、青色を発光する第1発光素子B及び赤色を発光する第3発光素子Rは、それぞれ、1色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子Gは2色を発光する構成(合計、4色を発光する構成)とすることもできるし、青色を発光する第1発光素子B及び赤色を発光する第3発光素子Rは、それぞれ、1色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子Gは3色を発光する構成(合計、5色を発光する構成)とすることもできるし、赤色を発光する第3発光素子Rは1色を発光し、青色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第1発光素子B及び緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子Gは2色を発光する構成(合計、5色を発光する構成)とすることもできるし、赤色を発光する第3発光素子Rは1色を発光し、青色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第1発光素子Bは2色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子Gは3色を発光する構成(合計、6色を発光する構成)とすることもできる。2色以上を発光するGaN系半導体発光素子1Aは、実施例1あるいは実施例2において説明したGaN系半導体発光素子1Aと同じ構成、構造とすればよい。   Here, as in Example 1, the first light-emitting element B that emits blue light and the third light-emitting element R that emits red light each include a GaN-based semiconductor light-emitting element 1A that emits one color and emits green light. The second light-emitting element G can be configured to emit two colors (total four-color configuration). The first light-emitting element B that emits blue light and the third light-emitting element R that emits red light are: Each of the second light-emitting elements G that emit light of one color and that is composed of the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A that emits green light can also be configured to emit three colors (total of five colors to emit light). The third light-emitting element R that emits light emits one color, and the first light-emitting element B that includes the blue-emitting GaN-based semiconductor light-emitting element 1A and the second light-emitting element G that includes the green-emitting GaN-based semiconductor light-emitting element 1A have two colors. (A total of five colors) The third light emitting element R that emits red light emits one color, and the first light emitting element B composed of the blue light emitting GaN-based semiconductor light emitting element 1A emits two colors and emits green light. The second light-emitting element G composed of the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A can be configured to emit three colors (a total of six colors). The GaN-based semiconductor light-emitting element 1A that emits two or more colors may have the same configuration and structure as the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A described in the first or second embodiment.

実施例6は、本発明の面状光源装置及び液晶表示装置組立体(具体的には、カラー液晶表示装置組立体)に関する。実施例6の面状光源装置は、透過型あるいは半透過型のカラー液晶表示装置を背面から照射する面状光源装置である。また、実施例6のカラー液晶表示装置組立体は、透過型あるいは半透過型のカラー液晶表示装置、及び、このカラー液晶表示装置を背面から照射する面状光源装置を備えたカラー液晶表示装置組立体である。   Example 6 relates to a planar light source device and a liquid crystal display device assembly (specifically, a color liquid crystal display device assembly) according to the present invention. The planar light source device of Example 6 is a planar light source device that irradiates a transmissive or transflective color liquid crystal display device from the back side. Further, the color liquid crystal display device assembly of Example 6 is a color liquid crystal display device assembly including a transmissive or transflective color liquid crystal display device and a planar light source device that irradiates the color liquid crystal display device from the back side. It is a solid.

実施例6の面状光源装置における発光素子の配置、配列状態を図24の(A)に模式的に示し、面状光源装置及びカラー液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図を図24の(B)に示し、カラー液晶表示装置の模式的な一部断面図を図25に示す。   FIG. 24A schematically shows the arrangement and arrangement of the light emitting elements in the planar light source device of Example 6, and a schematic partial sectional view of the planar light source device and the color liquid crystal display device assembly. A schematic partial sectional view of the color liquid crystal display device shown in FIG.

実施例6における面状光源装置は、青色を発光する第1発光素子1B、緑色を発光する第2発光素子1G、及び、赤色を発光する第3発光素子1Rを備えており、第1発光素子1B、第2発光素子1G及び第3発光素子1Rの内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子1Aから構成されており、このGaN系半導体発光素子1Aは、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光する。   The planar light source device in Example 6 includes a first light emitting element 1B that emits blue light, a second light emitting element 1G that emits green light, and a third light emitting element 1R that emits red light. 1B, at least one of the second light emitting element 1G and the third light emitting element 1R is composed of a GaN-based semiconductor light-emitting element 1A, which is based on different operating current densities. Emits light of different wavelengths.

ここで、実施例1と同様に、青色を発光する第1発光素子1B及び赤色を発光する第3発光素子1Rは、それぞれ、1色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子1Gは2色を発光する構成(合計、4色を発光する構成)とすることもできるし、青色を発光する第1発光素子1B及び赤色を発光する第3発光素子1Rは、それぞれ、1色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子1Gは3色を発光する構成(合計、5色を発光する構成)とすることもできるし、赤色を発光する第3発光素子1Rは1色を発光し、青色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第1発光素子1B及び緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子1Gは2色を発光する構成(合計、5色を発光する構成)とすることもできるし、赤色を発光する第3発光素子1Rは1色を発光し、青色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第1発光素子1Bは2色を発光し、緑色発光のGaN系半導体発光素子1Aから成る第2発光素子1Gは3色を発光する構成(合計、6色を発光する構成)とすることもできる。2色以上を発光するGaN系半導体発光素子1Aは、実施例1あるいは実施例2において説明したGaN系半導体発光素子1Aと同じ構成、構造とすればよい。   Here, as in Example 1, the first light emitting element 1B that emits blue light and the third light emitting element 1R that emits red light each include a GaN-based semiconductor light emitting element 1A that emits one color and emits green light. The second light-emitting element 1G can be configured to emit two colors (total four-color configuration). The first light-emitting element 1B that emits blue light and the third light-emitting element 1R that emits red light are: Each of the second light emitting elements 1G, which emits one color and is composed of a green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element 1A, can be configured to emit three colors (a total of five colors), or red. The third light-emitting element 1R that emits light emits one color, and the first light-emitting element 1B composed of the blue-emitting GaN-based semiconductor light-emitting element 1A and the second light-emitting element 1G composed of the green-emitting GaN-based semiconductor light-emitting element 1A have two colors. Configuration that emits light (total The third light emitting element 1R that emits red light emits one color, and the first light emitting element 1B composed of the blue light emitting GaN-based semiconductor light emitting element 1A emits two colors. The second light-emitting element 1G including the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A that emits light and emits green light can also be configured to emit three colors (a total of six colors). The GaN-based semiconductor light-emitting element 1A that emits two or more colors may have the same configuration and structure as the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A described in the first or second embodiment.

実施例6のカラー液晶表示装置組立体200は、より具体的には、
(a)透明第1電極224を備えたフロント・パネル220、
(b)透明第2電極234を備えたリア・パネル230、及び、
(c)フロント・パネル220とリア・パネル230との間に配された液晶材料227、
から成る透過型のカラー液晶表示装置210、並びに、
(d)光源としての発光素子1R,1G,1Bを有する面状光源装置(直下型のバックライト)240、
を備えている。ここで、面状光源装置(直下型のバックライト)240は、リア・パネル230に対向(対面)して配置され、カラー液晶表示装置210をリア・パネル側から照射する。
More specifically, the color liquid crystal display device assembly 200 according to the sixth embodiment includes:
(A) a front panel 220 having a transparent first electrode 224;
(B) a rear panel 230 having a transparent second electrode 234, and
(C) a liquid crystal material 227 disposed between the front panel 220 and the rear panel 230;
A transmissive color liquid crystal display device 210 comprising:
(D) a planar light source device (direct backlight) 240 having light emitting elements 1R, 1G, and 1B as light sources;
It has. Here, the planar light source device (direct-type backlight) 240 is disposed to face (face to face) the rear panel 230 and irradiates the color liquid crystal display device 210 from the rear panel side.

直下型の面状光源装置240は、外側フレーム243と内側フレーム244とを備えた筐体241から構成されている。そして、透過型のカラー液晶表示装置210の端部は、外側フレーム243と内側フレーム244とによって、スペーサ245A,245Bを介して挟み込まれるように保持されている。また、外側フレーム243と内側フレーム244との間には、ガイド部材246が配置されており、外側フレーム243と内側フレーム244とによって挟み込まれたカラー液晶表示装置210がずれない構造となっている。筐体241の内部であって上部には、拡散板251が、スペーサ245C、ブラケット部材247を介して、内側フレーム244に取り付けられている。また、拡散板251の上には、拡散シート252、プリズムシート253、偏光変換シート254といった光学機能シート群が積層されている。   The direct type planar light source device 240 includes a housing 241 including an outer frame 243 and an inner frame 244. The end of the transmissive color liquid crystal display device 210 is held by the outer frame 243 and the inner frame 244 so as to be sandwiched between the spacers 245A and 245B. Further, a guide member 246 is disposed between the outer frame 243 and the inner frame 244 so that the color liquid crystal display device 210 sandwiched between the outer frame 243 and the inner frame 244 does not shift. A diffusion plate 251 is attached to the inner frame 244 via a spacer 245 </ b> C and a bracket member 247 inside and above the housing 241. On the diffusion plate 251, an optical function sheet group such as a diffusion sheet 252, a prism sheet 253, and a polarization conversion sheet 254 is laminated.

筐体241の内部であって下部には、反射シート255が備えられている。ここで、この反射シート255は、その反射面が拡散板251と対向するように配置され、筐体241の底面242Aに図示しない取付け用部材を介して取り付けられている。反射シート255は、例えば、シート基材上に、銀反射膜、低屈折率膜、高屈折率膜を順に積層された構造を有する銀増反射膜から構成することができる。反射シート255は、赤色を発光する複数のAlGaInP系半導体発光素子1R、緑色を発光する複数のGaN系半導体発光素子1G、青色を発光する複数のGaN系半導体発光素子1Bから射出された光や、筐体241の側面242Bによって反射された光を反射する。こうして、複数の半導体発光素子1R,1G,1Bから射出された赤色、緑色及び青色が混色され、色純度の高い白色光を照明光として得ることができる。この照明光は、拡散板251、拡散シート252、プリズムシート253、偏光変換シート254といった光学機能シート群を通過し、カラー液晶表示装置210を背面から照射する。   A reflection sheet 255 is provided inside and below the housing 241. Here, the reflection sheet 255 is disposed so that the reflection surface thereof faces the diffusion plate 251, and is attached to the bottom surface 242 </ b> A of the housing 241 via an attachment member (not shown). The reflection sheet 255 can be composed of, for example, a silver-enhanced reflection film having a structure in which a silver reflection film, a low refractive index film, and a high refractive index film are sequentially laminated on a sheet base material. The reflective sheet 255 includes a plurality of AlGaInP semiconductor light emitting devices 1R that emit red light, a plurality of GaN semiconductor light emitting devices 1G that emit green light, a plurality of GaN semiconductor light emitting devices 1B that emit blue light, The light reflected by the side surface 242B of the housing 241 is reflected. Thus, red, green, and blue emitted from the plurality of semiconductor light emitting elements 1R, 1G, and 1B are mixed, and white light with high color purity can be obtained as illumination light. The illumination light passes through the optical function sheet group such as the diffusion plate 251, the diffusion sheet 252, the prism sheet 253, and the polarization conversion sheet 254, and irradiates the color liquid crystal display device 210 from the back side.

発光素子の配列状態は、例えば、青色発光のGaN系半導体発光素子から成る第1発光素子1B、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子から成る第3発光素子1R及び緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子1Gを1組とした発光素子列を水平方向に複数、連ねて発光素子列アレイを形成し、この発光素子列アレイを垂直方向に複数本、並べる配列とすることができる。そして、発光素子列を構成する各発光素子の個数は、例えば、(1つの青色発光の第1発光素子,2つの緑色発光の第2発光素子,2つの赤色発光の第3発光素子)であり、赤色発光の第3発光素子、緑色発光の第2発光素子、青色発光の第1発光素子、緑色発光の第2発光素子、赤色発光の第3発光素子の順に配列されている。   The arrangement of the light emitting elements is, for example, from the first light emitting element 1B made of a blue light emitting GaN semiconductor light emitting element, the third light emitting element 1R made of a red light emitting AlGaInP semiconductor light emitting element, and the green light emitting GaN semiconductor light emitting element. A plurality of light emitting element arrays each including the second light emitting elements 1G formed in the horizontal direction are connected to form a light emitting element array, and a plurality of the light emitting element arrays can be arranged in the vertical direction. The number of light emitting elements constituting the light emitting element array is, for example, (one blue light emitting first light emitting element, two green light emitting second light emitting elements, and two red light emitting third light emitting elements). The third light emitting element emitting red light, the second light emitting element emitting green light, the first light emitting element emitting blue light, the second light emitting element emitting green light, and the third light emitting element emitting red light are arranged in this order.

図25に示すように、カラー液晶表示装置210を構成するフロント・パネル220は、例えば、ガラス基板から成る第1の基板221と、第1の基板221の外面に設けられた偏光フィルム226とから構成されている。第1の基板221の内面には、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層223によって被覆されたカラーフィルター222が設けられ、オーバーコート層223上には、透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)224が形成され、透明第1電極224上には配向膜225が形成されている。一方、リア・パネル230は、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第2の基板231と、第2の基板231の内面に形成されたスイッチング素子(具体的には、薄膜トランジスタ、TFT)232と、スイッチング素子232によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)234と、第2の基板231の外面に設けられた偏光フィルム236とから構成されている。透明第2電極234を含む全面には配向膜235が形成されている。フロント・パネル220とリア・パネル230とは、それらの外周部で封止材(図示せず)を介して接合されている。尚、スイッチング素子232は、TFTに限定されず、例えば、MIM素子から構成することもできる。また、図面における参照番号237は、スイッチング素子232とスイッチング素子232との間に設けられた絶縁層である。   As shown in FIG. 25, the front panel 220 constituting the color liquid crystal display device 210 includes, for example, a first substrate 221 made of a glass substrate and a polarizing film 226 provided on the outer surface of the first substrate 221. It is configured. A color filter 222 covered with an overcoat layer 223 made of acrylic resin or epoxy resin is provided on the inner surface of the first substrate 221, and a transparent first electrode (also called a common electrode) is provided on the overcoat layer 223. (For example, made of ITO) 224 is formed, and an alignment film 225 is formed on the transparent first electrode 224. On the other hand, the rear panel 230 more specifically includes, for example, a second substrate 231 made of a glass substrate, and switching elements (specifically, thin film transistors and TFTs) formed on the inner surface of the second substrate 231. 232, a transparent second electrode (also referred to as a pixel electrode, made of, for example, ITO) 234 whose conduction / non-conduction is controlled by the switching element 232, and a polarizing film 236 provided on the outer surface of the second substrate 231, It is composed of An alignment film 235 is formed on the entire surface including the transparent second electrode 234. The front panel 220 and the rear panel 230 are joined to each other at the outer peripheral portion via a sealing material (not shown). Note that the switching element 232 is not limited to a TFT, and may be composed of, for example, an MIM element. Reference numeral 237 in the drawing denotes an insulating layer provided between the switching element 232 and the switching element 232.

尚、これらの透過型のカラー液晶表示装置を構成する各種の部材や、液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができるので、詳細な説明は省略する。   Various members and liquid crystal materials constituting these transmissive color liquid crystal display devices can be composed of well-known members and materials, and thus detailed description thereof is omitted.

青色発光の第1発光素子1B、緑色発光の第2発光素子1G及び赤色発光の第3発光素子1Rのそれぞれは、図12の(A)に示した構造を有し、駆動回路26に接続されている。そして、実施例1において説明したと同様の方法で駆動される。   Each of the blue light emitting first light emitting element 1B, the green light emitting second light emitting element 1G, and the red light emitting third light emitting element 1R has the structure shown in FIG. 12A and is connected to the drive circuit 26. ing. And it drives by the method similar to having demonstrated in Example 1. FIG.

このように多色を用いる場合、従来の技術にあっては、各色に対応する発光ダイオードを必要とするが、実施例6にあっては、3種類の発光ダイオード、即ち、通常の、赤色を発光する発光ダイオード、緑色を発光する発光ダイオード、青色を発光する発光ダイオードだけを用意すればよい。また、多色用に各色の発光ダイオードを個別に用意した場合には、通常の3原色表示のときは使用しないため無駄になるが、実施例6にあっては、3原色表示の場合は3原色用光源として使用するので、無駄にならない。つまり、3原色表示用に3種類の発光ダイオードを用意することで、明るさを優先する場合や従来の映像ソースを表示する際には3原色、色再現範囲を広げたい場合は4色以上を表示することができ、両者は駆動電流波形により容易に切り替えることができる。また、使用する発光ダイオードはいずれの表示の場合も無駄にならず、部品点数の低減とコスト削減に役立つ。尚、赤色発光の半導体発光素子として、AlGaInP系半導体発光素子の他、GaN系半導体発光素子を用いることもできる。実施例7においても同様である。   When using multiple colors in this way, the conventional technology requires light-emitting diodes corresponding to the respective colors, but in Example 6, there are three types of light-emitting diodes, that is, a normal red color. Only a light emitting diode that emits light, a light emitting diode that emits green light, and a light emitting diode that emits blue light may be prepared. In addition, when light emitting diodes for each color are individually prepared for multiple colors, they are wasted because they are not used in the case of normal three primary colors display. Since it is used as a primary color light source, it is not wasted. In other words, by preparing three types of light emitting diodes for displaying three primary colors, when priority is given to brightness or when displaying a conventional video source, three primary colors and four or more colors should be used to expand the color reproduction range. Both can be displayed and can be easily switched by the drive current waveform. Further, the light emitting diode to be used is not wasted in any display, which helps to reduce the number of parts and the cost. As the red light emitting semiconductor light emitting element, in addition to the AlGaInP based semiconductor light emitting element, a GaN based semiconductor light emitting element can also be used. The same applies to the seventh embodiment.

また、面状光源装置を、複数の領域に分割し、各領域を独立して動的に制御することで、カラー液晶表示装置の輝度に関するダイナミックレンジを広げることが可能である。即ち、画像表示フレーム毎に面状光源装置を複数の領域に分割し、各領域毎に、画像信号に応じて面状光源装置の明るさを変化させる(例えば、各領域に相当する画像の領域の最大輝度に、面状光源装置の該当する領域の輝度を比例させる)ことで、画像の明るい領域にあっては面状光源装置の該当する領域を明るくし、画像の暗い領域にあっては面状光源装置の該当する領域を暗くすることにより、カラー液晶表示装置のコントラスト比を大幅に向上させることができる。更には、平均消費電力も低減できる。この技術においては、面状光源装置の領域間の色むらを低減することが重要である。GaN系半導体発光素子は製造時の発光色ばらつきが生じ易いが、実施例6において使用するGaN系半導体発光素子1Aは、実施例1あるいは実施例2において説明したGaN系半導体発光素子1Aであり、ピーク電流値を変えるだけで、大きく発光波長を変化させることができるため、面状光源装置の領域毎にピーク電流値を調整して発光色ばらつきの補正を行い、駆動電流のパルス幅及び/又はパルス密度によって輝度を調整することができる。これにより、領域毎の発光色ばらつきの少ない面状光源装置を達成することができる。   In addition, by dividing the planar light source device into a plurality of regions and dynamically controlling each region independently, it is possible to widen the dynamic range related to the luminance of the color liquid crystal display device. That is, the planar light source device is divided into a plurality of regions for each image display frame, and the brightness of the planar light source device is changed according to the image signal for each region (for example, an image region corresponding to each region). The brightness of the corresponding area of the planar light source device is proportional to the maximum brightness of the light source), so that the corresponding area of the planar light source device is brightened in the bright area of the image and the dark area of the image is The contrast ratio of the color liquid crystal display device can be greatly improved by darkening the corresponding region of the planar light source device. Furthermore, the average power consumption can be reduced. In this technique, it is important to reduce color unevenness between areas of the planar light source device. The GaN-based semiconductor light-emitting element is likely to cause variations in emission color during manufacture, but the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A used in Example 6 is the GaN-based semiconductor light-emitting element 1A described in Example 1 or Example 2. Since the emission wavelength can be changed greatly only by changing the peak current value, the emission current variation is corrected by adjusting the peak current value for each area of the planar light source device, and the pulse width and / or drive current is corrected. The luminance can be adjusted by the pulse density. Thereby, a planar light source device with little variation in emission color for each region can be achieved.

実施例7は、実施例6の変形である。実施例6にあっては、面状光源装置を直下型とした。一方、実施例7にあっては、面状光源装置をエッジライト型とする。実施例7のカラー液晶表示装置組立体の概念図を図26に示す。尚、実施例7におけるカラー液晶表示装置の模式的な一部断面図は、図25に示した模式的な一部断面図と同様である。   The seventh embodiment is a modification of the sixth embodiment. In Example 6, the planar light source device was a direct type. On the other hand, in Example 7, the planar light source device is an edge light type. A conceptual diagram of a color liquid crystal display device assembly of Example 7 is shown in FIG. A schematic partial cross-sectional view of the color liquid crystal display device in Example 7 is the same as the schematic partial cross-sectional view shown in FIG.

実施例7のカラー液晶表示装置組立体200Aは、
(a)透明第1電極224を備えたフロント・パネル220、
(b)透明第2電極234を備えたリア・パネル230、及び、
(c)フロント・パネル220とリア・パネル230との間に配された液晶材料227、
から成る透過型のカラー液晶表示装置210、並びに、
(d)導光板270及び光源260から成り、カラー液晶表示装置210をリア・パネル側から照射する面状光源装置(エッジライト型のバックライト)250、
を備えている。ここで、導光板270は、リア・パネル230に対向(対面)して配置されている。
The color liquid crystal display device assembly 200A of Example 7 is
(A) a front panel 220 having a transparent first electrode 224;
(B) a rear panel 230 having a transparent second electrode 234, and
(C) a liquid crystal material 227 disposed between the front panel 220 and the rear panel 230;
A transmissive color liquid crystal display device 210 comprising:
(D) A planar light source device (edge light type backlight) 250 that includes a light guide plate 270 and a light source 260 and irradiates the color liquid crystal display device 210 from the rear panel side.
It has. Here, the light guide plate 270 is disposed so as to face (face to face) the rear panel 230.

光源260は、例えば、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子から成る第3発光素子、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子、及び、青色発光のGaN系半導体発光素子から成る第1発光素子から構成されている。尚、これらの発光素子は、具体的には図示していない。緑色発光の第2発光素子及び青色発光の第1発光素子は、実施例1あるいは実施例2において説明したGaN系半導体発光素子1Aと同様とすることができる。また、カラー液晶表示装置210を構成するフロント・パネル220及びリア・パネル230の構成、構造は、図25を参照して説明した実施例6のフロント・パネル220及びリア・パネル230と同様の構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。   The light source 260 is, for example, a third light emitting element composed of a red light emitting AlGaInP semiconductor light emitting element, a second light emitting element composed of a green light emitting GaN semiconductor light emitting element, and a first light emitting element composed of a blue light emitting GaN semiconductor light emitting element. It is comprised from the light emitting element. Note that these light emitting elements are not specifically shown. The second light emitting element emitting green light and the first light emitting element emitting blue light can be the same as the GaN-based semiconductor light emitting element 1A described in Example 1 or Example 2. Further, the configurations and structures of the front panel 220 and the rear panel 230 constituting the color liquid crystal display device 210 are the same as those of the front panel 220 and the rear panel 230 of the sixth embodiment described with reference to FIG. Since it can be set as a structure, detailed description is abbreviate | omitted.

例えば、ポリカーボネート樹脂から成る導光板270は、第1面(底面)271、この第1面271と対向した第2面(頂面)273、第1側面274、第2側面275、第1側面274と対向した第3側面276、及び、第2側面274と対向した第4側面を有する。導光板270のより具体的な形状は、全体として、楔状の切頭四角錐形状であり、切頭四角錐の2つの対向する側面が第1面271及び第2面273に相当し、切頭四角錐の底面が第1側面274に相当する。そして、第1面271の表面部には凹凸部272が設けられている。導光板270への光入射方向であって第1面271と垂直な仮想平面で導光板270を切断したときの連続した凸凹部の断面形状は、三角形である。即ち、第1面271の表面部に設けられた凹凸部272は、プリズム状である。導光板270の第2面273は、平滑としてもよいし(即ち、鏡面としてもよいし)、拡散効果のあるブラストシボを設けてもよい(即ち、微細な凹凸面とすることもできる)。導光板270の第1面271に対向して反射部材281が配置されている。また、導光板270の第2面273に対向してカラー液晶表示装置210が配置されている。更には、カラー液晶表示装置210と導光板270の第2面273との間には、拡散シート282及びプリズムシート283が配置されている。光源260から射出された光は、導光板270の第1側面274(例えば、切頭四角錐の底面に相当する面)から導光板270に入射し、第1面271の凹凸部272に衝突して散乱され、第1面271から射出し、反射部材281にて反射され、第1面271に再び入射し、第2面273から射出され、拡散シート282及びプリズムシート283を通過して、カラー液晶表示装置210を照射する。   For example, the light guide plate 270 made of polycarbonate resin has a first surface (bottom surface) 271, a second surface (top surface) 273 facing the first surface 271, a first side surface 274, a second side surface 275, and a first side surface 274. A third side surface 276 that faces the second side surface 274 and a fourth side surface that faces the second side surface 274. A more specific shape of the light guide plate 270 is a wedge-shaped truncated quadrangular pyramid as a whole, and two opposing side surfaces of the truncated quadrangular pyramid correspond to the first surface 271 and the second surface 273, and the truncated surface. The bottom surface of the quadrangular pyramid corresponds to the first side surface 274. An uneven portion 272 is provided on the surface portion of the first surface 271. The cross-sectional shape of the continuous convex and concave portions when the light guide plate 270 is cut in a virtual plane perpendicular to the first surface 271 in the light incident direction to the light guide plate 270 is a triangle. That is, the concavo-convex portion 272 provided on the surface portion of the first surface 271 has a prism shape. The second surface 273 of the light guide plate 270 may be smooth (that is, may be a mirror surface) or may be provided with a blast texture having a diffusion effect (that is, a fine uneven surface). A reflective member 281 is disposed to face the first surface 271 of the light guide plate 270. In addition, the color liquid crystal display device 210 is disposed to face the second surface 273 of the light guide plate 270. Further, a diffusion sheet 282 and a prism sheet 283 are disposed between the color liquid crystal display device 210 and the second surface 273 of the light guide plate 270. Light emitted from the light source 260 is incident on the light guide plate 270 from the first side surface 274 of the light guide plate 270 (for example, the surface corresponding to the bottom surface of the truncated quadrangular pyramid), and collides with the uneven portion 272 of the first surface 271. Scattered from the first surface 271, reflected by the reflecting member 281, reentered the first surface 271, exited from the second surface 273, passed through the diffusion sheet 282 and the prism sheet 283, and The liquid crystal display device 210 is irradiated.

以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明したGaN系半導体発光素子、並びに、係るGaN系半導体発光素子が組み込まれた画像表示装置、面状光源装置、カラー液晶表示装置組立体の構成、構造は例示であるし、これらを構成する部材、材料等も例示であり、適宜、変更することができる。GaN系半導体発光素子における積層の順序は、逆であってもよい。直視型の画像表示装置にあっては、人の網膜に画像を投影する形式の画像表示装置とすることもできる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to these Examples. The configuration and structure of the GaN-based semiconductor light-emitting device described in the embodiments, and an image display device, a planar light source device, and a color liquid crystal display device assembly in which such a GaN-based semiconductor light-emitting device is incorporated are examples. Constituent members, materials, and the like are also examples, and can be changed as appropriate. The order of stacking in the GaN-based semiconductor light emitting device may be reversed. A direct-view image display device may be an image display device that projects an image on a human retina.

色再現範囲(色度図)の説明に関しては、画像表示装置を例にとり、専ら説明したが、面状光源装置においても、同様の色再現範囲の拡大を図ることができる。   The description of the color reproduction range (chromaticity diagram) has been described exclusively using an image display device as an example, but the same color reproduction range can be expanded also in a planar light source device.

また、画像表示装置、面状光源装置、及び、液晶表示装置組立体にあっては、3種類の発光素子で4色以上の色を発光させたが、N種類(但し、N≧4)の発光素子で(N+1)色以上の色を発光させてもよい。   Further, in the image display device, the planar light source device, and the liquid crystal display device assembly, three kinds of light emitting elements emit four or more colors, but N kinds (however, N ≧ 4). A light emitting element may emit (N + 1) or more colors.

更には、P種類[但し、P≧3]の発光素子の(P+Q)個[但し、Q=1,2,3・・・]の集合を1ユニットとし、(P+Q)色を発光する画像表示装置、面状光源装置、あるいは、液晶表示装置組立体とすることもできる。   Further, an image display that emits light of (P + Q) color with a set of (P + Q) [where Q = 1, 2, 3,... It can also be a device, a planar light source device, or a liquid crystal display device assembly.

即ち、例えば、本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る画像表示装置、本発明の面状光源装置、本発明の液晶表示装置組立体における面状光源装置にあっては、実施例において説明したように、1つのGaN系半導体発光素子が、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光する構成とすることが好ましいが、場合によっては、同一GaN系半導体発光素子を2以上を組として用意し、各GaN系半導体発光素子を異なる動作電流密度にて駆動することで、各GaN系半導体発光素子から異なる波長の光を発光する構成とすることもできる。即ち、例えば、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る同一の第2発光素子を2つ、組とし、一方の第2発光素子からλ1=520nm(緑色)の光を射出し、他方の第2発光素子からλ2=484nm(青緑色)の光を射出する構成とすることもできる。 That is, for example, in the image display device according to the first or second aspect of the present invention, the planar light source device of the present invention, and the planar light source device in the liquid crystal display device assembly of the present invention, the embodiment As described in the above, it is preferable that one GaN-based semiconductor light-emitting device emits light of different wavelengths based on different operating current densities. By preparing as a set and driving each GaN-based semiconductor light-emitting element at a different operating current density, it is also possible to emit light of different wavelengths from each GaN-based semiconductor light-emitting element. That is, for example, two identical second light emitting elements made of green light emitting GaN-based semiconductor light emitting elements are grouped, and light of λ 1 = 520 nm (green) is emitted from one second light emitting element, and the other second light emitting element is emitted. A structure in which light of λ 2 = 484 nm (blue green) is emitted from the two light emitting elements can also be employed.

あるいは又、云い換えれば、本発明の第1の態様に係る画像表示装置は、青色を発光する第1発光素子を備えた第1画像表示装置、緑色を発光する第2発光素子を備えた第2画像表示装置、及び、赤色を発光する第3発光素子を備えた第3画像表示装置から成り、第1画像表示装置、第2画像表示装置及び第3画像表示装置から射出された青色、緑色及び赤色の光によって画像が形成される画像表示装置であって、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子から構成された第4の色を発光する第4発光素子を備えた第4画像表示装置を更に備えており、
GaN系半導体発光素子から構成された第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子と、第4発光素子とは、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする。
Alternatively, in other words, the image display apparatus according to the first aspect of the present invention includes a first image display apparatus including a first light emitting element that emits blue light, and a second image display apparatus including a second light emitting element that emits green light. A second image display device, and a third image display device including a third light emitting element that emits red light. The first image display device, the second image display device, and the blue and green emitted from the third image display device And an image display device in which an image is formed by red light,
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
A fourth image display device including a fourth light emitting element that emits a fourth color composed of the GaN-based semiconductor light emitting element;
At least one of the first light-emitting element, the second light-emitting element, and the third light-emitting element formed of the GaN-based semiconductor light-emitting element, and the fourth light-emitting element have different wavelengths based on different operating current densities. Is characterized by emitting light.

あるいは又、云い換えれば、本発明の第2の態様に係る画像表示装置は、青色を発光する第1発光素子、緑色を発光する第2発光素子、及び、赤色を発光する第3発光素子から構成された、カラー画像を表示するための発光素子ユニットが、2次元マトリクス状に配列されて成る画像表示装置であって、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子から構成された第4の色を発光する第4発光素子を、発光素子ユニットは更に備えており、
GaN系半導体発光素子から構成された第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子と、第4発光素子とは、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする。
Alternatively, in other words, the image display apparatus according to the second aspect of the present invention includes a first light emitting element that emits blue light, a second light emitting element that emits green light, and a third light emitting element that emits red light. An image display device in which the configured light emitting element units for displaying a color image are arranged in a two-dimensional matrix,
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
The light emitting element unit further includes a fourth light emitting element that emits a fourth color composed of the GaN-based semiconductor light emitting element,
At least one of the first light-emitting element, the second light-emitting element, and the third light-emitting element formed of the GaN-based semiconductor light-emitting element, and the fourth light-emitting element have different wavelengths based on different operating current densities. Is characterized by emitting light.

あるいは又、云い換えれば、本発明の面状光源装置、若しくは、本発明の液晶表示装置組立体における面状光源装置は、
透過型あるいは半透過型の液晶表示装置を背面から照射する面状光源装置であって、
青色を発光する第1発光素子、緑色を発光する第2発光素子、及び、赤色を発光する第3発光素子を備えており、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子から構成された第4の色を発光する第4発光素子を更に備えており、
GaN系半導体発光素子から構成された第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子と、第4発光素子とは、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする。
Alternatively, in other words, the surface light source device of the present invention, or the surface light source device in the liquid crystal display device assembly of the present invention,
A planar light source device for irradiating a transmissive or transflective liquid crystal display device from the back,
A first light emitting element that emits blue light, a second light emitting element that emits green light, and a third light emitting element that emits red light,
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
A fourth light-emitting element that emits a fourth color composed of the GaN-based semiconductor light-emitting element;
At least one of the first light-emitting element, the second light-emitting element, and the third light-emitting element formed of the GaN-based semiconductor light-emitting element, and the fourth light-emitting element have different wavelengths based on different operating current densities. Is characterized by emitting light.

AlGaInP系半導体発光素子やGaN系半導体発光素子の温度特性(温度−発光波長の関係)を予め求めておき、面状光源装置あるいはカラー液晶表示装置組立体におけるAlGaInP系半導体発光素子やGaN系半導体発光素子の温度をモニターすることによって、電源投入直後から安定したAlGaInP系半導体発光素子やGaN系半導体発光素子の動作を実現することが可能となる。   The temperature characteristics (temperature-emission wavelength relationship) of the AlGaInP-based semiconductor light-emitting element or GaN-based semiconductor light-emitting element are obtained in advance, and the AlGaInP-based semiconductor light-emitting element or GaN-based semiconductor light emission in the planar light source device or color liquid crystal display device assembly is obtained. By monitoring the temperature of the element, it is possible to realize stable operation of the AlGaInP-based semiconductor light-emitting element and the GaN-based semiconductor light-emitting element immediately after the power is turned on.

駆動回路として、その他、特開2003−22052に開示された駆動回路を用いることもできる。この駆動回路は、複数のGaN系半導体発光素子間の発光波長のばらつきをGaN系半導体発光素子に供給する電流を制御することで補正する発光波長補正手段と、GaN系半導体発光素子間の輝度のばらつきを補正する発光輝度補正手段を有する。ここで、発光波長補正手段は駆動されるGaN系半導体発光素子毎に設けられたカレントミラー回路を有し、このカレントミラー回路によってGaN系半導体発光素子を流れる電流を調整する構成とすることができる。尚、カレントミラー回路の参照側を流れる電流は、並列接続された複数の能動素子を流れる電流の制御によって制御される。また、発光輝度補正手段は駆動されるGaN系半導体発光素子に電流を供給する定電流回路を有し、この定電流回路のスイッチング素子のオンオフを制御する構成とすることができる。   In addition, the drive circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-22052 can also be used as the drive circuit. The driving circuit includes a light emission wavelength correction unit that corrects a variation in light emission wavelength among a plurality of GaN-based semiconductor light-emitting elements by controlling a current supplied to the GaN-based semiconductor light-emitting element, and luminance between the GaN-based semiconductor light-emitting elements. It has a light emission luminance correction means for correcting the variation. Here, the emission wavelength correction means has a current mirror circuit provided for each driven GaN-based semiconductor light-emitting element, and the current mirror circuit can be configured to adjust the current flowing through the GaN-based semiconductor light-emitting element. . The current flowing through the reference side of the current mirror circuit is controlled by controlling the current flowing through the plurality of active elements connected in parallel. The light emission luminance correction means may have a constant current circuit that supplies current to the driven GaN-based semiconductor light emitting element, and may be configured to control on / off of the switching element of the constant current circuit.

図1は、実施例1における第1発光素子パネル、第2発光素子パネル及び第3発光素子パネルを備えたプロジェクション型、カラー表示の画像表示装置(第1Aの態様に係る画像表示装置)の概念図である。FIG. 1 shows a concept of a projection-type color display image display apparatus (image display apparatus according to the first embodiment) including the first light-emitting element panel, the second light-emitting element panel, and the third light-emitting element panel in the first embodiment. FIG. 図2の(A)は、実施例1におけるパッシブマトリックスタイプの発光素子パネルの回路図であり、図2の(B)は、発光素子が2次元マトリクス状に配列された発光素子パネルの模式的な断面図である。FIG. 2A is a circuit diagram of a passive matrix type light emitting element panel in Example 1, and FIG. 2B is a schematic diagram of a light emitting element panel in which light emitting elements are arranged in a two-dimensional matrix. FIG. 図3は、実施例1におけるアクティブマトリックスタイプの発光素子パネルの回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of an active matrix type light emitting element panel according to the first embodiment. 図4は、実施例1の画像表示装置において、青色発光の第1発光素子、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子(第3発光素子)を駆動するパルス電流を模式的に示す図である。FIG. 4 shows a blue light emitting first light emitting element, a green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element, a red light emitting AlGaInP semiconductor light emitting element (third light emitting element) in the image display device of Example 1. It is a figure which shows typically the pulse current which drives an element. 図5は、図4に示すパルス電流で、青色発光の第1発光素子(1色を発光)、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子(1色を発光)、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子(第3発光素子であり1色を発光)を駆動したときの色再現範囲を示すグラフ(色度図)である。FIG. 5 shows a blue light emitting first light emitting element (light emitting one color), a second light emitting element composed of a green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element (light emitting one color), and a red color shown in FIG. 6 is a graph (chromaticity diagram) showing a color reproduction range when a light emitting AlGaInP-based semiconductor light emitting element (third light emitting element that emits one color) is driven. 図6は、実施例1の画像表示装置において、青色発光の第1発光素子、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子(第3発光素子)を駆動するパルス電流を模式的に示す図である。6 shows a first light emitting element that emits blue light, a second light emitting element that is made of a GaN-based semiconductor light emitting element that emits green light, and an AlGaInP semiconductor light emitting element that emits red light (third light emitting element). It is a figure which shows typically the pulse current which drives an element. 図7は、図6に示すパルス電流で、青色発光の第1発光素子(1色を発光)、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子(2色を発光)、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子(第3発光素子であり、1色を発光)を駆動したときの色再現範囲を示すグラフ(色度図)である。FIG. 7 shows a blue light emitting first light emitting element (light emitting one color), a second light emitting element composed of a green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element (light emitting two colors), and a red current shown in FIG. It is a graph (chromaticity diagram) showing a color reproduction range when a light emitting AlGaInP-based semiconductor light emitting element (third light emitting element, which emits one color) is driven. 図8は、実施例1の画像表示装置において、青色発光の第1発光素子(2色を発光)、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子(2色を発光)、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子(第3発光素子であり、1色を発光)を駆動したときの色再現範囲を示すグラフ(色度図)である。FIG. 8 shows a blue light emitting first light emitting element (emitting two colors), a green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element (two colors emitting), and It is a graph (chromaticity diagram) showing a color reproduction range when driving a red light emitting AlGaInP-based semiconductor light emitting element (third light emitting element, emitting one color). 図9は、実施例1の画像表示装置において、青色発光の第1発光素子、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子(第3発光素子)を駆動するパルス電流を模式的に示す図である。FIG. 9 shows a blue light emitting first light emitting element, a green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element, a red light emitting AlGaInP semiconductor light emitting element (third light emitting element) in the image display device of Example 1. It is a figure which shows typically the pulse current which drives an element. 図10は、図9に示すパルス電流で、青色発光の第1発光素子(2色を発光)、緑色発光のGaN系半導体発光素子から成る第2発光素子(3色を発光)、及び、赤色発光のAlGaInP系半導体発光素子(第3発光素子であり、1色を発光)を駆動したときの色再現範囲を示すグラフ(色度図)である。FIG. 10 shows a blue light emitting first light emitting element (light emitting two colors), a second light emitting element composed of a green light emitting GaN-based semiconductor light emitting element (light emitting three colors), and a red color shown in FIG. It is a graph (chromaticity diagram) showing a color reproduction range when a light emitting AlGaInP-based semiconductor light emitting element (third light emitting element, which emits one color) is driven. 図11は、実施例1のGaN系半導体発光素子における層構成を概念的に示す図である。FIG. 11 is a diagram conceptually showing a layer structure in the GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 1. 図12の(A)は、実施例1のGaN系半導体発光素子の模式的な断面図であり、図12の(B)は、実施例1のGaN系半導体発光素子を駆動するための駆動電流のパルス波形を模式的に示す図である。12A is a schematic cross-sectional view of the GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 1, and FIG. 12B is a drive current for driving the GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 1. It is a figure which shows typically a pulse waveform. 図13は、GaN系半導体発光素子の評価のために、GaN系半導体発光素子に駆動電流を供給している状態を示す概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram showing a state in which a drive current is supplied to the GaN-based semiconductor light-emitting element for evaluation of the GaN-based semiconductor light-emitting element. 図14の(A)は、GaN系半導体発光素子を上から眺めた模式図であり、図14の(B)は、図14の(A)の矢印B−Bに沿った模式的な断面図(但し、斜線は省略)である。14A is a schematic view of the GaN-based semiconductor light-emitting element as viewed from above, and FIG. 14B is a schematic cross-sectional view taken along arrow BB in FIG. (However, the hatched lines are omitted). 図15は、直列に接続された2つのGaN系半導体発光素子を上から眺めた模式図である。FIG. 15 is a schematic view of two GaN-based semiconductor light-emitting elements connected in series as viewed from above. 図16は、実施例1及び比較例1のGaN系半導体発光素子の動作電流密度と光出力との関係を測定した結果を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the results of measuring the relationship between the operating current density and the light output of the GaN-based semiconductor light-emitting elements of Example 1 and Comparative Example 1. 図17は、実施例1及び比較例1のGaN系半導体発光素子の動作電流密度と発光ピーク波長の関係を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing the relationship between the operating current density and the emission peak wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting elements of Example 1 and Comparative Example 1. 図18は、GaN系半導体発光素子及び光通過制御装置を3組備えたカラー表示のプロジェクション型の実施例3の画像表示装置(第1Bの態様に係る画像表示装置)の概念図である。FIG. 18 is a conceptual diagram of a color display projection type image display apparatus (image display apparatus according to the mode 1B) of Example 3 having three sets of GaN-based semiconductor light-emitting elements and light passage control devices. 図19は、GaN系半導体発光素子を3組、及び、光通過制御装置を備えたカラー表示のプロジェクション型の実施例3の画像表示装置の変形例(第1Dの態様に係る画像表示装置)の概念図である。FIG. 19 shows a modification of the color display projection type image display device according to the third embodiment (image display device according to the mode 1D) including three sets of GaN-based semiconductor light-emitting elements and a light passage control device. It is a conceptual diagram. 図20は、発光素子パネル及び光通過制御装置を3組備えたカラー表示のプロジェクション型の実施例4の画像表示装置(第1Cの態様に係る画像表示装置)の概念図である。FIG. 20 is a conceptual diagram of a color display projection-type image display device (image display device according to the 1C mode) of Example 4 having three sets of light emitting element panels and light passage control devices. 図21は、発光素子パネルを3組、及び、光通過制御装置を備えたカラー表示のプロジェクション型の実施例4の画像表示装置の変形例(第1Eの態様に係る画像表示装置)の概念図である。FIG. 21 is a conceptual diagram of a modified example (image display apparatus according to the mode 1E) of a color display projection type image display apparatus according to Example 4 having three sets of light emitting element panels and a light passage control device. It is. 図22は、実施例5におけるアクティブマトリックスタイプの直視型のカラー表示の画像表示装置(第2Aの態様に係る画像表示装置)の回路図である。FIG. 22 is a circuit diagram of an active matrix type direct-view color display image display apparatus (image display apparatus according to a second A embodiment) in the fifth embodiment. 図23は、GaN系半導体発光素子が2次元マトリクス状に配列された発光素子パネルを備えた実施例5のプロジェクション型の画像表示装置(第2A,2Bの態様に係る画像表示装置)の概念図である。FIG. 23 is a conceptual diagram of a projection-type image display device (image display device according to modes 2A and 2B) of Example 5 including a light-emitting element panel in which GaN-based semiconductor light-emitting elements are arranged in a two-dimensional matrix. It is. 図24の(A)は、実施例6の面状光源装置における発光素子の配置、配列状態を模式的に示す図であり、図24の(B)は、面状光源装置及びカラー液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図である。FIG. 24A is a diagram schematically showing the arrangement and arrangement of light emitting elements in the planar light source device of Example 6, and FIG. 24B is a planar light source device and a color liquid crystal display device. It is a typical partial sectional view of an assembly. 図25は、カラー液晶表示装置の模式的な一部断面図である。FIG. 25 is a schematic partial sectional view of a color liquid crystal display device. 図26は、実施例7のカラー液晶表示装置組立体の概念図である。FIG. 26 is a conceptual diagram of a color liquid crystal display device assembly of Example 7. 図27は、青色を発光するGaN系発光ダイオードの駆動電流密度に対する発光ピーク波長をプロットしたグラフである。FIG. 27 is a graph plotting the emission peak wavelength against the drive current density of a GaN-based light emitting diode emitting blue light. 図28は、緑色を発光するGaN系発光ダイオードの駆動電流密度に対する発光ピーク波長をプロットしたグラフである。FIG. 28 is a graph plotting the emission peak wavelength against the drive current density of a GaN-based light emitting diode that emits green light. 図29は、緑色を発光する第2発光素子を構成するGaN系半導体発光素子の発光波長をλ1(nm)及びλ2(nm)としたとき、λ1=520nm(緑色)、λ2=484nm(青緑色)のスペクトル図である。FIG. 29 shows that λ 1 = 520 nm (green), λ 2 = when the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting element constituting the second light-emitting element emitting green light is λ 1 (nm) and λ 2 (nm). It is a spectrum figure of 484 nm (blue green).

符号の説明Explanation of symbols

1,101・・・GaN系半導体発光素子、UN・・・発光素子ユニット、10・・・基板、11・・・バッファ層、12・・・アンドープのGaN層、13・・・n型の導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、14・・・アンドープGaN層、15・・・活性層、16・・・アンドープGaN層、17・・・p型の導電型を有する第2GaN系化合物半導体層、18・・・MgドープのGaN層、19A・・・n型電極、19B・・・p型電極、21・・・サブマウント、22・・・プラスチックレンズ、23A・・・金線、23B・・・外部電極、24・・・リフレクターカップ、25・・・ヒートシンク、26・・・駆動回路、27・・・制御部、28・・・駆動電流源、29・・・パルス生成回路、30・・・ドライバ、41,43・・・コラム・ドライバ、42,44・・・ロウ・ドライバ、45・・・ドライバ、50・・・発光素子パネル、51・・・支持体、52・・・X方向配線、53・・・Y方向配線、54・・・透明基材、55・・・マイクロレンズ、56・・・投影レンズ、57・・・ダイクロイック・プリズム、58・・・液晶表示装置、59・・・光案内部材、102・・・ヒートシンク、200,200A・・・カラー液晶表示装置組立体、210・・・カラー液晶表示装置、220・・・フロント・パネル、221・・・第1の基板、222・・・カラーフィルター、223・・・オーバーコート層、224・・・透明第1電極、225・・・配向膜、226・・・偏光フィルム、227・・・液晶材料、230・・・リア・パネル、231・・・第2の基板、232・・・スイッチング素子、234・・・透明第2電極、235・・・配向膜、236・・・偏光フィルム、240・・・面状光源装置、241・・・筐体、242A・・・筐体の底面、242B・・・筐体の側面、243・・・外側フレーム、244・・・内側フレーム、245A,245B・・・スペーサ、246・・・ガイド部材、247・・・ブラケット部材、251・・・拡散板、252・・・拡散シート、253・・・プリズムシート、254・・・偏光変換シート、255・・・反射シート、250・・・面状光源装置、260・・・光源、270・・・導光板、271・・・導光板の第1面、272・・・第1面における凹凸部、273・・・導光板の第2面、274・・・導光板の第1側面、275・・・導光板の第2側面、276・・・導光板の第3側面、281・・・反射部材、282・・・拡散シート、283・・・プリズムシート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... GaN-type semiconductor light-emitting device, UN ... Light-emitting device unit, 10 ... Substrate, 11 ... Buffer layer, 12 ... Undoped GaN layer, 13 ... N-type conductivity First GaN-based compound semiconductor layer, 14 ... undoped GaN layer, 15 ... active layer, 16 ... undoped GaN layer, 17 ... second GaN-based compound semiconductor layer having p-type conductivity type 18 ... Mg-doped GaN layer, 19A ... n-type electrode, 19B ... p-type electrode, 21 ... submount, 22 ... plastic lens, 23A ... gold wire, 23B ..External electrode, 24... Reflector cup, 25 .. heat sink, 26... Drive circuit, 27... Controller, 28. ..Driver 41 43 ... Column driver, 42, 44 ... Row driver, 45 ... Driver, 50 ... Light emitting element panel, 51 ... Support, 52 ... X-direction wiring, 53 ... Y-direction wiring, 54 ... transparent substrate, 55 ... micro lens, 56 ... projection lens, 57 ... dichroic prism, 58 ... liquid crystal display device, 59 ... light guide member , 102 ... Heat sink, 200, 200A ... Color liquid crystal display assembly, 210 ... Color liquid crystal display, 220 ... Front panel, 221 ... First substrate, 222 ... Color filter, 223 ... overcoat layer, 224 ... transparent first electrode, 225 ... alignment film, 226 ... polarizing film, 227 ... liquid crystal material, 230 ... rear panel, 231 .... Second substrate, 232 ... Switching element, 234 ... Transparent second electrode, 235 ... Alignment film, 236 ... Polarizing film, 240 ... Planar light source device, 241 ... Housing, 242A ... Bottom of housing, 242B ... Side of housing, 243 ... Outer frame, 244 ... Inner frame, 245A, 245B ... Spacer, 246 ... Guide member, 247 ... Bracket member, 251 ... Diffuser plate, 252 ... Diffuser sheet, 253 ... Prism sheet, 254 ... Polarization conversion sheet, 255 ... Reflective sheet, 250 ... Planar light source 260, light source, 270, light guide plate, 271, first surface of light guide plate, 272, uneven portion on first surface, 273, second surface of light guide plate, 274 ..First side surface of light guide plate 275 ... Second side surface of light guide plate, 276 ... Third side surface of light guide plate, 281 ... Reflective member, 282 ... Diffusion sheet, 283 ... Prism sheet

Claims (23)

青色を発光する第1発光素子を備えた第1画像表示装置、緑色を発光する第2発光素子を備えた第2画像表示装置、及び、赤色を発光する第3発光素子を備えた第3画像表示装置から成り、第1画像表示装置、第2画像表示装置及び第3画像表示装置から射出された青色、緑色及び赤色の光によって画像が形成される画像表示装置であって、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子は、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする画像表示装置。
A first image display device including a first light emitting element that emits blue light, a second image display device including a second light emitting element that emits green light, and a third image including a third light emitting element that emits red light. An image display device comprising a display device, wherein an image is formed by blue, green and red light emitted from the first image display device, the second image display device and the third image display device,
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
The GaN-based semiconductor light-emitting element emits light having different wavelengths based on different operating current densities.
青色を発光する第1発光素子、緑色を発光する第2発光素子、及び、赤色を発光する第3発光素子から構成された、カラー画像を表示するための発光素子ユニットが、2次元マトリクス状に配列されて成る画像表示装置であって、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子は、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする画像表示装置。
A light-emitting element unit for displaying a color image, which is composed of a first light-emitting element that emits blue light, a second light-emitting element that emits green light, and a third light-emitting element that emits red light, is a two-dimensional matrix. An image display device comprising an array,
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
The GaN-based semiconductor light-emitting element emits light having different wavelengths based on different operating current densities.
前記GaN系半導体発光素子は、
(A)n型の導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、
(B)井戸層、及び、井戸層と井戸層とを隔てる障壁層から成る多重量子井戸構造を有する活性層、及び、
(C)p型の導電型を有する第2GaN系化合物半導体層、
を備えており、
活性層における第1GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像表示装置。
The GaN-based semiconductor light-emitting element is
(A) a first GaN compound semiconductor layer having an n-type conductivity,
(B) an active layer having a multiple quantum well structure comprising a well layer and a barrier layer separating the well layer and the well layer; and
(C) a second GaN compound semiconductor layer having p-type conductivity,
With
D 1 The well layer density of the 1GaN based compound semiconductor layer side in the active layer, when the well layer density of the 2GaN based compound semiconductor layer side was d 2, the well in the active layer so as to satisfy d 1> d 2 The image display device according to claim 1, wherein a layer is disposed.
活性層の総厚をt0とし、活性層における第1GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(2t0/3)までの活性層第1領域内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/3)までの活性層第2領域内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されていることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。 The total thickness of the active layer is t 0, the 1GaN compounds thickness from the semiconductor layer side interface of the active layer (2t 0/3) d 1 of the well layer density in the active layer and the first region to, the 2GaN compound When the well layer density in the second active layer region from the semiconductor layer side interface to the thickness (t 0/3 ) is d 2 , the well layers in the active layer are arranged so as to satisfy d 1 > d 2. The image display device according to claim 3, wherein: 活性層の総厚をt0とし、活性層における第1GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/2)までの活性層第1領域内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/2)までの活性層第2領域内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されていることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。 The total thickness of the active layer is t 0, the 1GaN compounds thickness from the semiconductor layer side interface of the active layer (t 0/2) d 1 of the well layer density in the active layer and the first region to, the 2GaN compound When the well layer density in the second active layer region from the semiconductor layer side interface to the thickness (t 0/2 ) is d 2 , the well layers in the active layer are arranged so as to satisfy d 1 > d 2. The image display device according to claim 3, wherein: 活性層の総厚をt0とし、活性層における第1GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/3)までの活性層第1領域内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(2t0/3)までの活性層第2領域内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されていることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。 The total thickness of the active layer is t 0, the 1GaN compounds thickness from the semiconductor layer side interface of the active layer (t 0/3) d 1 of the well layer density in the active layer and the first region to, the 2GaN compound when the thickness of the semiconductor layer side interface (2t 0/3) the well layer density in the active layer within the second region up to and d 2, the well layer in the active layer is arranged so as to satisfy d 1> d 2 The image display device according to claim 3, wherein: 2/d1≦0.8を満足するように活性層における井戸層が配置されていることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。 4. The image display device according to claim 3, wherein a well layer in the active layer is disposed so as to satisfy d 2 / d 1 ≦ 0.8. (D)第1GaN系化合物半導体層と活性層との間に形成されたIn原子を含有する下地層、及び、
(E)活性層と第2GaN系化合物半導体層との間に形成され、p型ドーパントを含有する超格子構造層、
を更に備えていることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。
(D) an underlayer containing In atoms formed between the first GaN-based compound semiconductor layer and the active layer, and
(E) a superlattice structure layer formed between the active layer and the second GaN-based compound semiconductor layer and containing a p-type dopant;
The image display device according to claim 3, further comprising:
緑色を発光する第2発光素子がGaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子の発光波長をλ1(nm)及びλ2(nm)としたとき、
510(nm)≦λ1≦540(nm)、及び、
470(nm)≦λ2≦510(nm)
を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像表示装置。
The second light emitting element that emits green light is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
When the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting element is λ 1 (nm) and λ 2 (nm),
510 (nm) ≦ λ 1 ≦ 540 (nm), and
470 (nm) ≦ λ 2 ≦ 510 (nm)
The image display device according to claim 1, wherein the image display device satisfies the following.
緑色を発光する第2発光素子がGaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子の発光波長をλ1(nm)、λ2(nm)、及び、λ3(nm)としたとき、
510(nm)≦λ1≦540(nm)、
490(nm)≦λ2≦510(nm)、及び、
470(nm)≦λ3≦490(nm)
を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像表示装置。
The second light emitting element that emits green light is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
When the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light emitting device is λ 1 (nm), λ 2 (nm), and λ 3 (nm),
510 (nm) ≦ λ 1 ≦ 540 (nm),
490 (nm) ≦ λ 2 ≦ 510 (nm), and
470 (nm) ≦ λ 3 ≦ 490 (nm)
The image display device according to claim 1, wherein the image display device satisfies the following.
青色を発光する第1発光素子がGaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子の発光波長をλ1(nm)及びλ2(nm)としたとき、
430(nm)≦λ1≦460(nm)、及び、
455(nm)≦λ2≦470(nm)
を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像表示装置。
The first light emitting element that emits blue light is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
When the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting element is λ 1 (nm) and λ 2 (nm),
430 (nm) ≦ λ 1 ≦ 460 (nm), and
455 (nm) ≦ λ 2 ≦ 470 (nm)
The image display device according to claim 1, wherein the image display device satisfies the following.
ライト・バルブを更に備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, further comprising a light valve. 透過型あるいは半透過型の液晶表示装置を背面から照射する面状光源装置であって、
青色を発光する第1発光素子、緑色を発光する第2発光素子、及び、赤色を発光する第3発光素子を備えており、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子は、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする面状光源装置。
A planar light source device for irradiating a transmissive or transflective liquid crystal display device from the back,
A first light emitting element that emits blue light, a second light emitting element that emits green light, and a third light emitting element that emits red light,
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
The GaN-based semiconductor light emitting device emits light of different wavelengths based on different operating current densities.
前記GaN系半導体発光素子は、
(A)n型の導電型を有する第1GaN系化合物半導体層、
(B)井戸層、及び、井戸層と井戸層とを隔てる障壁層から成る多重量子井戸構造を有する活性層、及び、
(C)p型の導電型を有する第2GaN系化合物半導体層、
を備えており、
活性層における第1GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されていることを特徴とする請求項13に記載の面状光源装置。
The GaN-based semiconductor light-emitting element is
(A) a first GaN compound semiconductor layer having an n-type conductivity,
(B) an active layer having a multiple quantum well structure comprising a well layer and a barrier layer separating the well layer and the well layer; and
(C) a second GaN compound semiconductor layer having p-type conductivity,
With
D 1 The well layer density of the 1GaN based compound semiconductor layer side in the active layer, when the well layer density of the 2GaN based compound semiconductor layer side was d 2, the well in the active layer so as to satisfy d 1> d 2 The planar light source device according to claim 13, wherein a layer is disposed.
活性層の総厚をt0とし、活性層における第1GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(2t0/3)までの活性層第1領域内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/3)までの活性層第2領域内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されていることを特徴とする請求項14に記載の面状光源装置。 The total thickness of the active layer is t 0, the 1GaN compounds thickness from the semiconductor layer side interface of the active layer (2t 0/3) d 1 of the well layer density in the active layer and the first region to, the 2GaN compound When the well layer density in the second active layer region from the semiconductor layer side interface to the thickness (t 0/3 ) is d 2 , the well layers in the active layer are arranged so as to satisfy d 1 > d 2. The planar light source device according to claim 14, wherein: 活性層の総厚をt0とし、活性層における第1GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/2)までの活性層第1領域内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/2)までの活性層第2領域内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されていることを特徴とする請求項14に記載の面状光源装置。 The total thickness of the active layer is t 0, the 1GaN compounds thickness from the semiconductor layer side interface of the active layer (t 0/2) d 1 of the well layer density in the active layer and the first region to, the 2GaN compound When the well layer density in the second active layer region from the semiconductor layer side interface to the thickness (t 0/2 ) is d 2 , the well layers in the active layer are arranged so as to satisfy d 1 > d 2. The planar light source device according to claim 14, wherein: 活性層の総厚をt0とし、活性層における第1GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(t0/3)までの活性層第1領域内の井戸層密度をd1、第2GaN系化合物半導体層側界面から厚さ(2t0/3)までの活性層第2領域内の井戸層密度をd2としたとき、d1>d2を満足するように活性層における井戸層が配置されていることを特徴とする請求項14に記載の面状光源装置。 The total thickness of the active layer is t 0, the 1GaN compounds thickness from the semiconductor layer side interface of the active layer (t 0/3) d 1 of the well layer density in the active layer and the first region to, the 2GaN compound when the thickness of the semiconductor layer side interface (2t 0/3) the well layer density in the active layer within the second region up to and d 2, the well layer in the active layer is arranged so as to satisfy d 1> d 2 The planar light source device according to claim 14, wherein: 2/d1≦0.8を満足するように活性層における井戸層が配置されていることを特徴とする請求項14に記載の面状光源装置。 The planar light source device according to claim 14, wherein the well layer in the active layer is disposed so as to satisfy d 2 / d 1 ≦ 0.8. (D)第1GaN系化合物半導体層と活性層との間に形成されたIn原子を含有する下地層、及び、
(E)活性層と第2GaN系化合物半導体層との間に形成され、p型ドーパントを含有する超格子構造層、
を更に備えていることを特徴とする請求項14に記載の面状光源装置。
(D) an underlayer containing In atoms formed between the first GaN-based compound semiconductor layer and the active layer, and
(E) a superlattice structure layer formed between the active layer and the second GaN-based compound semiconductor layer and containing a p-type dopant;
The planar light source device according to claim 14, further comprising:
緑色を発光する第2発光素子がGaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子の発光波長をλ1(nm)及びλ2(nm)としたとき、
510(nm)≦λ1≦540(nm)、及び、
470(nm)≦λ2≦510(nm)
を満足することを特徴とする請求項13に記載の面状光源装置。
The second light emitting element that emits green light is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
When the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting element is λ 1 (nm) and λ 2 (nm),
510 (nm) ≦ λ 1 ≦ 540 (nm), and
470 (nm) ≦ λ 2 ≦ 510 (nm)
The planar light source device according to claim 13, wherein:
緑色を発光する第2発光素子がGaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子の発光波長をλ1(nm)、λ2(nm)、及び、λ3(nm)としたとき、
510(nm)≦λ1≦540(nm)、
490(nm)≦λ2≦510(nm)、及び、
470(nm)≦λ3≦490(nm)
を満足することを特徴とする請求項13に記載の面状光源装置。
The second light emitting element that emits green light is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
When the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light emitting device is λ 1 (nm), λ 2 (nm), and λ 3 (nm),
510 (nm) ≦ λ 1 ≦ 540 (nm),
490 (nm) ≦ λ 2 ≦ 510 (nm), and
470 (nm) ≦ λ 3 ≦ 490 (nm)
The planar light source device according to claim 13, wherein:
青色を発光する第1発光素子がGaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子の発光波長をλ1(nm)及びλ2(nm)としたとき、
430(nm)≦λ1≦460(nm)、及び、
455(nm)≦λ2≦470(nm)
を満足することを特徴とする請求項13に記載の面状光源装置。
The first light emitting element that emits blue light is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
When the emission wavelength of the GaN-based semiconductor light-emitting element is λ 1 (nm) and λ 2 (nm),
430 (nm) ≦ λ 1 ≦ 460 (nm), and
455 (nm) ≦ λ 2 ≦ 470 (nm)
The planar light source device according to claim 13, wherein:
透過型あるいは半透過型の液晶表示装置、及び、該液晶表示装置を背面から照射する面状光源装置を備えた液晶表示装置組立体であって、
面状光源装置は、青色を発光する第1発光素子、緑色を発光する第2発光素子、及び、赤色を発光する第3発光素子を備えており、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子の内の少なくとも1つの発光素子は、GaN系半導体発光素子から構成されており、
該GaN系半導体発光素子は、異なる動作電流密度に基づき異なる波長の光を発光することを特徴とする液晶表示装置組立体。
A transmissive or transflective liquid crystal display device, and a liquid crystal display device assembly comprising a planar light source device for irradiating the liquid crystal display device from the back,
The planar light source device includes a first light emitting element that emits blue light, a second light emitting element that emits green light, and a third light emitting element that emits red light.
At least one light emitting element among the first light emitting element, the second light emitting element and the third light emitting element is composed of a GaN-based semiconductor light emitting element,
The GaN-based semiconductor light-emitting device emits light of different wavelengths based on different operating current densities.
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